Способ измерения рабочего отрезка объективов
Изобретение относится к из.мерительной те.хнике и позволяет расн ирить диапазон из.мерений. При смещения.х контро.пируемого объектива 6 на выходе детектора 15 появляется напряжение, которое сглаживается фильтром 22 нижних частот и нрик.чадывается к первому входу компаратора 23, к второму входу которого подключен источник 24 опорного напряжения. При npeBiii- 1нении напряжения, формируемого на выходе фильтра 22 нижних частот, опорного напряжения ко.мпаратор 23 закрывает ключ 20 и открывает ключ 21 и продолжается работа на высокой пространственной частоте с меньшей амплитудой сканирования. 2 ил. (Л ю 4 :о 00 Фи, 1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Ф ! ! ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3414999/18-10 (22) 31.03.82 (46) 07.08.86. Бюл. № 29 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) Т. М. Айсин, А. В. Подобрянский, Б. А. Смирнов и Ф. П. Хлебников (53) 535.818 (088.8) (56) Кривовяз М. М. и др. Практика оптической измерительной лаборатории.— М.: Машиностроение, 1976, с. 218. 2. Авторское свидетельство СССР ¹ 87S357, кл. С 01 М ll/00, !979. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧЕГО ОТРЕЗКА ОБЪЕКТИВОВ „„SU„„1249370 А I (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерений. При смешениях контролируемого объектива 6 на выходе детектора 15 появляется напряжение, которое сглаживается фильтром 22 нижних частот и прикладывается к первому входу компаратора 23, к второму входу которого подключен источник 24 опорного напряжения. При превышении напряжения, формируемого на выходе фильтра 22 нижних частот, опорного Haïðÿжения компаратор 23 закрывает ключ 20 и открывает кл1оч 21 и продолжается работа на высокой пространственной ча ToTc с меньшей амплитудой сканирования. 2 нл. 124%7< > Изооретение относится к пзмерител I!off технике и может быть использ(>вано,!ля тс..— нологического измерения и аттсстацHoHlioi контроля величины рабочего отрезка об.i>(>KiHвов в условиях серийного и массового производства. Известен способ измерения рабоче. о отрезка обьективов, заклк>чающийся в построении изображения тест-объекты 3 плоскость анализа и совмеlllpíèè е< с .-)редмстной плоскостью об ьектива (1) . Недостатком способа является субъективность контроля и ма.!ая производительность. Наиболее близким техническим ppiliei!Hpx! к предлагаемому является способ IIBI(iej>Pния рабочего отрезка объективов, заклк>чающийся в построении изображения тестобъекта в плоскости анализа, сканирования изоораження тест-объекта по глуби)ц с 01110временной низкочастотной и высок»част<иной фильтрацией изображения тест-об.! (кг!), преобразовании оптического сигнала в злектрический, разделении сигналов <а два канала, выделении огибающих злектрическпх сигналов, сравнении сигналов г <)порп!(ч сиiналом, частота и фаза которого соотвс-ствует частоте и фазе сканирования изображения, формировании по резул) татям гравнения управляющего сигнала на пер )fcilioние контролируемого объекти)за, при ц м при превышении 3)>HIëèòóT<û высок»частотного сигнала максимальной амплитуды и»бочного максимума на расфокусировочн»и кривой управляющий сигнал формиру)от путем сравнения огибающей высок)Hастотного сигнала с опорным, 3 3мплитуда сканирования не превышает шириllhl p2c(>oêóсировочной кривой для высокой простра):ственной частоты на уровне, равном liî foвине максимального значения )2), Недостатком известного сш>гооа явля<моя узкий диапазон измерения p3<)owfi) отрезков объективов при работе 112 !Вух расф»кvсирОВОчныx криВых — iiизкоч3cтÎТП»Й и ВЫСОКО I 2 C T O T H O H . Д2lllibIH недостаток вызван тем, ч го для расширения диапазона измерений необходима пространственная фильграция ill! низкой пространственной частоте. Дл5! д»<лпжения точности измерения н(»бхо;) и м 3 1) р»странственная фильтрация на высокой пр»странственной частоте. Если выбРать пРостРанствснн K) чс!С) 0ту, у которой глубина модуляции в об)(ас! и, близкой к расфокусировочной Kp;iBol дпя высокой пространственной частоты не будет бл изка к нул ю, т.е. расф»куси ровоч и,) 5I кривая обладает менее пологим максимумом, то одновременно уменьшается,)иапазон измерения. Указанные обстоятельства связаны с малой амплитудой сканирования, к(> горук> нельзя увеличивать больше ширины расфокусировочной кривой для высокой I:".>îñTð3:Iственной частоты, так как в нижней Bile) ff ;7Hd стlllioHl)! ся Н<. сим ме (",)и И(ОЙ т.е. В резутьгатс контроля вно HT(я пог;)ешность измерений. Кро(5!с того. изве(-Гнь!5! способ и устройСГBo имеют низкое быстродействие, так как при болыном смещении фока.ibH»H плоскоСТИ КОНТрОИ(су(МОГО 06ЪСК 1 И на СЛСдя!цая система при да iьi)cи фокусировке из,<3.>l< Ê2 «ТЯП(Т» С Мсlг!Ой СКОРО(ТЫО, ЧТО ВЫЗВВНО м а л 0 Й Г. 1 О и и 0 и м О, >, 1 5 и и и р 3 c (j) o K v с ир»ночной кривой. Указанное обс!Ояте)(ьство снижает проИ:)BOQHTPГI!>НО(. ТЬ КОНТРО,I Я, ITO ЯВЛЯЕТСЯ ВажНЫМ фаК")с»РО Vl ПРИ K»II РОЛС СЕРИЙНЫХ обьективов, выпускаемых массовым тиражом и требу<т уста!гонки 10iloëíèòp Ihllbix устройств. (с(. . Ih I!3(>6(И") (!IИH >)liгll!11<)()Iиг <Иliilс! зс>на из яср(нпй. ,5 KHB :IHЗК<>Ч3СтОтН<>й И Bf>ICOKO>f3C I 0.-.I)OH фн..>ЬГра цисl! H:f06(> 2)!(Clif! 5I т< (" -!>6 i>(KT3, «(>(.ОбраЗ»нс) lll!И OIIT5: !(. (КО! 0 СИ I I:с1,13 3,!(К) PИЧС кпй, р!)Вдсг)< ппп ги) H;iло)! 13 .IH3 канала Бь),I (., I< )1è è ol è 6 3 ê)!ц их 3, f>p K p H ÷< PK f! x сH Ãf13,!ОВ. С()сlВН(НИИ ГИ. 1(ВЛ(Б Г»,i»P)lk>IXi <. ИГ) алом, часгог3 и фаза к<нор»го cooTBpTCTв > l0T l 3 CT OT(H фс)з« К3111! p»2 3 HH 51 11306Раж<.)!5(Я, (j>OPМИ()»ваПИП i)0 >)(.Н>ГсlТ2 >1 СР3fi)iP1I И Я > l! P !О(о об ьектива, причем llPH llP(ВЫ! )СНПП ) ill,".I: I <,13)>(И >! с), i l>li >H с> М П,! И ГV;i hl П(6o I IH)l 0,ic-. K(и м »i »J<у(и рОВОч пои и!) И В»й), (I P IIvTpû срав!ц f1 HH (>ги(>аюп)(1< вь:сокочастотIloãо гигl!333 < iio(7II::>fvh 3 ах! л Td скаI!HP(7Bс)НИЯ lI(П)<. ВЫП)с!Г !!IИРИНЫ 03CôOÊ(< Hpo;)o lfIoff кривой для нь:гок»Й пр(>стра )СТВСН НОИ 1 Ва)IИИ I IPàâ, >ЯIОII! ГО Г)II )13 )2 11 "iг,i СP 1)<Я <)г))бс))»(пей )fkf.)K »)3<"f () (ног» гигll l,)2 Г ОП <)Рн 1>),) С:<31: И!)» Вс! П )>(II» .,". V() ff IIP ОС<в 11!(с . Б. )51)oт " с) >)li, I итх,!»и, и< II p(.)ЫIII3)oц<сй ШИРHIIЫ РBCф»KУCÈÐCBO(Н»Й КРИВОЙ Д.)H НИ: и» Й II Poc I i) 3!1(тв(н ной ча ст01 hl i) 3 > () ОБН(, j)3BНОМ ПО.IO )ИН: с(3КС.>)> сl,lыl»!» .,)l3 <(:НИЯ. Ej3 фиг. 1 IIÐPHcò)Илеl!3 фУнкци»)13ëhHЗЯ схема устройгтBB, рp3.!изу:Оп<его ilpp.;.Лагасмый Ilo(<76; на фи!. 2 кривые. поясI > 51 K) l J I H (:) 3 б 0 Т > ч <."1 р 0 И <". B 3 . У<пройгтво o !сржит источ )ик 1 гнета, К»Н, IiCОР ), ГЕСТ 00),ЕК1 >, ВЫ):»Л ПЕНН))И, Н с! П, ) И 1 (> Р,:) 3 f l C I i P ) С В» 1 : . И а ф Р сl (" ) Ы . С B (Т<>,<С,!и I(,li>)l hill B.i o6 h(KT HB >, Koп i po. I H j) v< ) hi É 06 hPKTli fi !), 6.1»K 7 ",)VGH il i!<> I O C f!3) Ill ()OI)311115), O I p2ж3!о(них(злсмеll I»ì, >)нк .-»0<> l,pêï! IJ )()иск > 9 kill 11, полосовые фильтры 2 и 13, детскторы 14 и 15, фильтры 16 и 17 нижних частот, конденсаторы 18 и 19, ключи 20 и 21, фильтр 22 нижних частот, компаратор 23, источник 24 опорного напряжения, фазочувствительный детектор 25, усилитель 26 мощности, механизм 27 перемещения, индикатор 28. Устройство работает следующим образом. Тело накала источника 1 света проектируется с помощью конденсора 2 на щелевую диафрагму 3. Изображение шелевой диафрагмы 3 с помощью светоделительного элемента 4 и коллимирующего объектива 5 строится испытуемым объективом 6 на поверхности отражающего элемента блока 7 глубинного сканирования и в обратном ходе переносится испытуемым об ьективом 6 и коллимирую!цим объективом 5 в плоскость анализа, которая переносится микрообъективом 8 в плоскость, в которой установлен диск 9 анализатора. Диск 9 анализатора проводит пространственный анализ спектра изображения щелевой диафрагмы 3, имеющей спектр, близкий к непрерывному. Световой поток, промоду iHpoB3HHbIH частотами, определяемыми частотой нанесения решеток на диск 9 анализатора и скоростью вращения привода 10, попадает на фотоприемник 11. Электрический сигнал, снимаемый с фотоприемника 11, поступает на полосовые фильтры 12 и 13, выделяющие первую гармоническую составляющую, амплитуда которых связана с текущим положением контролируемого объектива 6. Сигналы с выхода фильтров детектируются детекторами 14 и 15 и сглаживаются фильтрами 16 и 17 нижних частот. Модулирующая огибающая отделяется от iio«TOHilной составляющей конденсаторами 18 и 19 и поступает на информационные входы кл!Очевых элементов 20 и 21, с выхода которых поступает на информационный вход фазочувствительного детектора 25, на опорный вход которого поступает сигнал с выхода блока 7 глубинного сканирования. Напряжение с выхода фазочувствительного детектора 25 усиливается усилите«!С)! 26 мощности и поступает на механизм 27 перемещения, связанный с контролируемым объективом 6, осевое положение которого контролируется индикатором 28. При нахождении контролируемого объектива 6 в положении, соответствующем совмещению фокальной плоскости контролируемого объектива с положением предметнои плоскости микрообъектива 8, первая гармоника модулирующей огибаю!цсй, выделяемой конденсорами 18 и 19, равна нулю. При этом на выходе фазочувствительного детектора формируется напряжс ние, постоянная составляющая которого равИ3 Н ), IЮ, И I(Offif)O«IIIÐÕ СХ! ЫЙ OO !>СКТИБ перемещается. П р и I3 3 ); 0 æ ä c I I I I è к О l l т 1) О, I i j) ). c ) f .) i (i Об 1)сктива 6 в ином !)оложснии f13 канд«и«аторах 8 и 19 выделяется модулиру!оп(ая огиба!ощая, частота которой равна часготЕ СКаНИрОВаНИя, а фаЗ3 Завпсп!Г От ЗИЗК3 смещения кс)нipo«IHpóå)iîãо обbcктива 6. На выходе фазочувствитсльиого дстс ктора 25 формируется пульсирующее наирятудои сканирования. При малых смещениях ко)!тро.!прус мого объектива 6 иа выходе дстсктора 15 1!оявляется напряжспис, которое сглаживается фильтром 22 нижних часз 0Т 11 прик.!3,lhlвастся к !)торо)1 ) Вход), ко )!и;lp3T0p) 23, к первому !3. оду которого подключс н ис точник 24 опор!И)г0,!апряжсн Ifb При Iipc Бы 1(!си ни на ll f) я)к«ни)1, (3()ор)1if f) (смого на Бь(хоlc фильтра 22 HHæ!IH )13(ТOf Опорного . 1 3 И р Я Ж (11 И Я . ЕО )1! 1 !1 р 3 Г О 1 23 3 fl l(j) blваст ключ 20 и открывает кл!оч 21 и усзрОистБО H f)0«) 0. 1ж)1(т работ) 1! 3 Ilbl«оl Ои i l)0 странст(зсниой частоте с мсньшсй ах )л.!тузлой С Ка Н Иj)оbа НII Я. Напряжсиис источника 24 о 10f)llol о и;iпряжения (зыбираст«я в=!!!Iс ),"o,;)f-;II)I. «001Бстствующего побочным х131((иму)!ах1 i:-1 р;шфокхси1зовочпОЙ кои ной 3.1Я Бы О! ОЙ IIPoстранствениой част() гы (фиг. 2}. Таким образом, Б х cip(111«) 0«), i!icciБлястся сканирование с бо,!Б)исй и мсньшсй Зс 3 М П, I HT)) .1,0И Увеличение амплитуды «»311Hpnn;Iliiisi при фокусировании на низко . иростр!и!«гБСlilIOH ча(. ТОТС р!3 HIHpH(>i I!!)I il ilзон Изм« рения, так как увсли ll!B3pf;!)Ill lHò),3ó оги63IoHI(>É. (T)oP (IH f), (мой 113 cl(. ioH l x фон ) (и РОБОЧН01! i(PI!BOI! ДЛЯ НИЗКОЙ ПРОС1P;IIICTвенной частоты, 3 Tакже иовы)паст быстродействие слсдяllicé систсмы иb-33 увсли;сния 3МП«!13ТХ;ll>l Ol H() ПОлоitит"., 11 )иыи эффскт От Hj)и 1(I!(Il!IЯ предлагаемого способа по «р31311 нию с из! 3 Е С Т Н Ы М, Б КОТ 01) О И 3 Х! С !) С> i! H и Р !1 () О ) l (. I O ОтРсзка Ос(и(с«1 БлЯ)01«Я oil(1)l!iо"0)1 Bi)), )I1) ) К) CO«TO HT )) ЧО БЫ ИIРН I И H 1>OH IBO I H 1 (Х 11):.и)сти контроля Б 4 8 раз ii (и))ж«1,,;! 3(3 жение соответствующего знака, персмсщаемого контролируемым объективом в положение, соотвстствуloIHpc его фактическому рабочему отрезку, величина которого считывается индикатором 28. При зна (ительных смещениях контролируемого объсктива от положения, соответствующего фактическому рабочему отрезку, напряжение !Иа выходе фильтра нижних астот близко к нулю. Кох)паратор 23 формирует иапряжс Hl(, открывающсс I 104 O j) f 11 930m. x () О . стВО работасT ИО IIop)IHf)>, ю)цсй (flH знои) пространственной частотс «бс 11)11101((lм )ли! 249370 Формула изобретения д 1ск д 1,1ск а12ск ПРдпр fP Состанитк ли В. ВассHoB Гекреп И Верее Корректор И Мтска Тираж 778 11одписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l f3035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4, 5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул Проектная. 4 Редактор Е, Г!апп Заказ 4226142 трудоемкости процесса и утомляемости oflf.pa 1ора. Способ измерения рабочсго отрезка объективов, заключающийся в построении изображения тест-объекта в плоскости анализа, сканировании изобретения тест-объекта по глубине с одновременной низкочастотной и высокочастотной фильтрацией изображения тест-объекта, преобразовании оптического сигнала в электрический, разделении сигналов на два канала, выделении огибающих электрических сигналов, сравнении сигналов с опорным сигналом, частота и фаза которого соответствуют частоте и фазе сканирования изображения, формировании по результатам сравнения управляющего сигнала на перемещение конт ролируемого обьектива, причем при превыIIII. Hèè амплитуды высокочастотного сигна:1а максимальной амплитуды побочного максимума на расфокусировочной кривой, управляющий сигнал формируют путем сравнения огибаюгцей высокочастотного сигнала с опорным, а амплитуда сканирования не превышает ширины расфокусировочной кривой для высокой пространственной частоты на уровне, равном половине максимального значения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, при формировании управляющего curIlà I3 путем сравнения огибающей низкочастотного сигнала с опорным сканирование по глубине осуществляют с амплитудой, не превышающей ширины расфокусировочной кривой для низкой пространственной частоты на уровне, равном половине максимального значения.
