Устройство для определения положения фокальной плоскости объектива

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕШМ ФОКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ОБЪЕКТИВА по авт. св. 1080053, о т л ичающееся тем, что, с целью упрощения определения знака расфокусировки объектива, сторона модулятора , обращенная ксветоделителю, выполнена зеркальной, а в одном из двух каналов, образованных светоделителем и зеркальной поверхностью модулятора , установлены последовательно диафрагма и дополнительный фотоприемник , выход которого через усилитель подключен к фазовому детектору .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(5ц С Of M 11/00

F I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

16 17 1У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) f 080053 (21) 3697845/24- f0 (22) 08.02.84 (46) 02.05.85.. Бюп. 1fj 17. (72) П.А.Санников и 8.В.Кунавин (53) 535.818 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 1080053, кл. С 01 M 11/ОО, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ФОКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ОБЪЕКТИВА но авт. св. В 1080053, о т л и„„SU,, 11 4573 A ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения определения знака.расфокусировки объектива, сторона модулятора, обращенная к- светоделителю, выполнена зеркальной, а в одном из двух каналов, образованных светоделителем и зеркальной поверхностью модулятора, установлены последовательно диафрагма и дополнительный фотоприемник, выход которого через усилитель подключен к фазовому детектору.

1 115457

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в контрольно-измерительной технике для определения положения фокальной плоскости объективов.

По основному авт. св. Р 1080053 известно устройство для определения положения фокальной плоскости объектива, включающее испытуемый объектив, тест-объект, светоделитель, уста- 10 новленный под углом. к оси испытуемого объектива, непрозрачную заслонку, фотоприемник. При этом иэображения тест-объекта проецируются на Ао-. топриемник при помощи фокусирующе-;1

ro элемента, выполненного в виде сферических отражающих поверхностей, установленных по разные стороны светоделителя или в виде плоских зеркал с дополнительным объективом, уста- 6 новленным между испытуемым объективом и светоделителем. Величина расфокусировки испытуемого объектива определяется по разности или отновению амплитуд модулированнык сиг- 23 налов на фотоприемнике и характери" зуется амплитудой переменной составляющей электрического сигнала в цепи фотоприемника, а знак расфокусировки определяется сравнением фаз электри- ЗО ческого сигнала в цепи фотоприемника и опорного электрического сигнала от синхронного двигателя„ на валу которого закреплен модулятор. Причем фаза опоРного сигнала синхРонизирована с угловым положением модулятора (1 э

Недостатком известного устройства явпяется сложность определения знака расфокусировки испытуемого объектива, обусловленная сложностью получения опорного электрического сигнала, фаза которого синхронизиро-, вана с угловым положением модулятора относительйо осей фокусирующего элемента.

Цель изобретения - упрощение определения знака расфокусировки испытуемого объектива.

Цель достигается тем, что в уст- щ ройстве для определения положения фокальной плоскости объектива сторо.на модулятора, обращенная к светоде" лителю, выполнена зеркальной, а в одном из двух каналов, образованных у светоделителем и зеркальной поверх- ностью модулятора, установлены последовательно диафрагма и дополнительный фотоприемник, выход которого через усилитель подключен к фазовому детектору.

Выполнение стороны модулятора, обращенной к светоделителю, зеркальной и последовательное размещение

s одном иэ двух каналов, образованных светоделителем и зеркальной поверхностью модулятора, диафрагмы и дополнительного фотоприемника поэволяет при вращении модулятора периодически направлять световой пучок на дополнительный фотоприемник и получать в его выходной цепи импульсный электрический сигнал (опорный сигнал). Поэтому Aasa опорного сигна" ла определяется изменением углового положения модулятора. Сравнение импульсного электрического сигнала (опорного сигнала) на выходе дополнительного фотоприемника с измери- . тельным электрическим сигналом на выходе основного фотоприемника (по фазам) позволяет определить знак расфокусировки испытуемого объектива (по совпадению или несовпадению фаз), Получение опорного электрического сигнала со строгой синхронизацией его фазы с угловым положением модулятора относительно осей фокусирующего элемента при помощи указаннык признаков устройства существенно более простая операция, чем синхронизация углового положения модулятора с фазой электрического сигнала на выходе синхронного двигателя, исполь" зуемого в качестве опорного сигнала в известном устройстве. Кроме того, выполнение стороны модулятора, обращенйой к светоделителю, зеркальной позволяет облегчить юстировку и калибровку устройства путем введения во втором образованном светоделителем канале видикона или окуляра со светозащитной вторкой и использование их для визуального наблюдения иэображения тестобъекта при одновременном фотоэлектрическом определении положения фокальной плоскости иснь туемого объек" тивае

На фиг. 1 изображена схема устройства в случае выполнения фокусирующего элемента в виде сферических зеркал; на фиг. 2 — схема устройства в случае выполнения фокусирующего элемента в виде плоских зеркал; на фиг. 3 - сечение А-Л на фиг. 1; на

3 154 фиг. 4 — временная диаграмма измене° ния светового Ф, измерительного U„ „ и опорного U» электрических сигналов.

Устройство содержит соосно установленные осветитель 1, тест-объект

2, испытуемый объектив 3 и свето делитель 4. По разные стороны светоделителя 4 установлены отражающие поверхности 5 и б. Отражающие поверхности 5,и 6 могут быть выполнены сферическими (фиг. 1) или плоскими (фиг. 2). В случае выполнения. отражающих поверхностей 5 и б в виде плоских зеркал (фиг. 2) между испытуемым объективом 3 и светоделителем 4 установлен дополнительный коллиматорный объектив 7. Соосно отражающей пов рхности 6 по другую сторону светоделителя 4 установлена све- о топриемная площадка 8 фотоприемника.

Светоприемная площадка 8 установлена между фокальными плоскостями 9 и 10 фокусирующих элементов. Фокальная плоскость 9 образована фокусирующим элементом, содержащим сферическое зеркало 5 (фиг. 1) или плоское зеркало 5 и объектив 7 (фиг.2),а- фокаль- ная плоскость 10 образована фокусирующим элементом, содержащим сферическое или плоское зеркало 6. Между отражающими поверхностями 5, б и c=-етоделителем 4 установлен модулятор света, выполненный в виде непрозрачнойо полудиска 11, закрепленного на ва- 35 лу электродвигателя 12. Сторона 13 полудиска.11, обращенная к светодели,телю 4, выполнена зеркальной. В канале, образованном светоделителем и

::зеркальной поверхностью модулятора, 40 последовательно установлены щелевая диафрагма !4 и дополнительный фотоприемник 15. Выход фотоприемника 8 подключен через усилитель 16 к фазовому детектору 17, другой вход которо45 го соединен через усилитель 18 с дополнительным фотоприемником 15. Выход детектора 17 соединен с индикаторным устройством 19. Щелевая диафрагма 14 расположена таким образом (фиг. 3), 50 чтобы длинная сторона щели 20 была параллельна плоскости, в которой расположены оптические оси фокусирующего элемента, т.е. оси зеркал 5 и б.

В случае выполнения устройства с устройством для визуального наблюдения изображения тест-объекта оно дополнительно содержит (на фиг. 1 и 2

573 4 показаны пунктирными линиями) окуляр

21 со светозащитной шторкой (не показана) . Причем при выполнении фокусирующего элемента в виде сферических зеркал 5 и б (фиг. 1) между окуляром

21 и зеркальной поверхностью 13 полудиска 11 установлен дополнительный объектив 22,. образующий с окуляром 21 зрительную трубу..А в случае выполнения фокусирующего элемента в .виде плоских зеркал 5 и б (фиг. 2), окуляр 21 образовывает зрительную трубу с объективом 7. В плоскости совмещения фокальных плоскостей окуляра 21 и объектива 22 (фиг. 1) или объектива 7 (фиг. 2) установлена окулярная сетка 23.

Определение положения фокальной плоскости испытуемого объектива 3 осуществляется следующим образом.

Источник света 1 освещает тест-объект

2. Сформированный испытуемым объективом 3 пучок света, содержащий изображение тест-объекта 2, разделяется при помощи светоделителя 4 на два пучка, один из которых направляется на отражающую поверхность 5, отражается от нее и строит изображение тест-объекта 2 в плоскости 9. Второй пучок направляется на отражающую поверхность 6, отражается от нее и строит изображение тест-объекта 2 в плоскости 10. При вращении полудиска

11 его непрозрачная часть поочередно перекрывает пучки и на фотоприемник

8 попадает пульсирующий световой поток Ф с периодом, равным периоду

Т вращения модулятора (полудиска 11).

Разность или отношение амплитуд Ф и

Ф (фиг. 4) светового потока Ф в соседних полупернодах, направляемого на фотоприемник 8 соответственно отражающими поверхностями 5 и б, или амплитуда переменной составляющей

U » электрического сигнала в цепи фотоприемника 8 характеризует величину расфокусировки испытуемого объектива 3. При,этом при вращении полу" диска 11 его зеркальная поверхность

13 во время одного полупериода вра" щения направляет световой пучок на щелевую диафрагму 14 и дополнительный фотоприемник 15, а во время другого полупериода — в окуляр 21, снабженный светозащитной шторкой. В цепи дополнительного фотоприемника 15 возникает периодический электрический сиг" нал По„„ обозначенный на диаграмме

1154573

3 (фиг. 4) прямоугольными импульсами, период которого равен периоду Т вращения полудиска 11, а длительность прямоугольного импульса равна полупериоду, т.е. т/2. 5

Изображенные на фиг. 4 временные диаграммы соответствуют "минус" расфокусировке испытуемого объектива 3, т.е. тест-объект 2 отстоит от объектива 3 на расстоянии, меньшем его 10 фокусного расстояния, при этом фазы сигналов U >„ U« совпадают. При совпадении тест-объекта 2 с ф6кальной плоскостью объектива 3 Ф -Ф переменная составляющая измерительного 1S сигнала U » pàâíà нулю, т. е. Usque =

=О. При "плюс" расфокусировке объектива 3 фаза сигнала U „ меняется на

180о, а сигнал U > и Б«находятся в противофазе. 20

При наличии расфокусировки испытуемого объектива 3 с Фотоприемника 8 переменный электрический сйгнал 0„1 через, усилитель 1б поступает на вход фазового детектора 17, где сравнива- 25 ются фазы измерительного сигнала U„„>„„. и опорного сигнала Uo„, который через усилитель 18 поступает на второй вход фазового детектора 17, и вырабатывается командный электрический 30 сигнал, амплитуда которого характеризует величину расфокусировки объектива 3, а полярность — знак этой расфокусировки. Командный электрический сигнал поступает на индикаторное устройство 19, где регистрируется измеренная расфокусировка, или на исполнительный механизм (не показан), устраняющий или компенсирующий выяв. ленную расфокусировку объектива 3.

Окуляр 21 со светозащитной шторкой используют при выполнении юстировки или калибровки устройства, а также при периодической проверке юстировки устройства во время его эксплуатации. При этом, когда окуляром 21 не пользуются, светозащитная шторка предохраняет устройство от попадания в него через окуляр 21 постороннего

"шумового" светового излучения. А при наблюдении изображения.,тестобъекта 2 через окуляр 21 оператор прижимается к налобнику (не показан) окуляра 21 и шторка открывает световой диаметр окуляра 21. Оператор наблюдает изображение тест-объекта 2, не мешая фотоэлектрическому определению фокальной плоскости испытуемого объектива 3.

Использование изобретения позволяет легко синхронизировать фазу опорного сигнала с угловым положением модулятора.

76. У7 1У

1154573 . Составитель В.Карягин

Редактор С.Патрушева Техред Л.Коцюбняк Корректор Н.Король

Заказ 2705/37 Тираж 897 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4!5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4