Фотоэлектрическое устройство для контроля децентрировки линз и объективов

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность контроля одиночных линз и объективов. На выходе управляемого генератора 12 синусоидальных колебаний формируются два гармонических сигнала, частота которых равна частоте кругового сканирования (КС), а фаза определяется приводом 13. Если ось КС смещена из центра контролируемой поверхности, то сигналы на выходе диффepeнu aльныx усилителей 10 и 11 поступают в блок 14 индикации и световое пятно на экране отклонится на расстояние, пропорциональное децентрировке контролируемой поверхности объектива 24. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. J « (Л № П / 111

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU, 1254335 А I (51)4 С 01 М 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм иЗОБРетений и ОткРытий описания изоБркткния "„1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

23 22 21

Рие.1 (21) 3847480/24-10 (22) 02, 11,84 (46) 30.08.86, Бюл. У 32 (?2) Т.М.Айсин, А.Д.Заболотский, А.В.Подобрянский и Ф,П.Хлебников (53) 535.818 (088.8) (56) Ельников И.Т. и др, Сборка и юстировка оптико-механических прибо .ров. М,: 1974, с. 111-114.

ОМП Р 10, 1980, с, 30-31 рис.1. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕЦЕНТРИРОВКИ ЛИНЗ И

ОБЪЕКТИВОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность контроля одиночных линз и объективов. На выходе управляемого генератора 12 синусоидальных колебаний формируются два гармонических сигнала, частота которых равна частоте кругового сканирования (КС), а фаза определяется приводом 13. Если ось КС смещена нз центра контролируемой поверхности, то сигналы на выходе дифференциальных усилителей 10 и 11 поступают в блок 14 индикации и световое пятно на экране отклонится на расстояние, пропорциональное децентрировке контролируемой поверхности объектива 24. t з.п, ф-лы, 3 ил. зована для контроля децентрировки одиночных линз и объективов, Целью изобретения является повышение точности контроля одиночнT)K линз и объективов.

На фиг а 1 представлена ()уеекЦиона) пе) ная схема устройства; на. фиг.2 — вид ,координатно-чувствительного фотопри-емника; на фиг.3 — функциональная схема одной из возможных реализаций управляемого генератора синусоидальных колебаний, Устройства содержит осветитель точечную диафрагму 2, апертурную диафрагму 3, светоделитехеьнеяй элемент 4, коллимируюеций объектив 5, фокусируя)щий объектив 6, диафрагму фотоприемника 7, координатна-чувствительный фотоприемник 8, блок выделения информащеанееьгх сигналов 9, дифференциальный усилитель 10 канала К, дифференциальный усилитель 11 канала 7, управляемый генератор 12 синусаидаль- -s пых колебаний, привод 13 блок индикации 14, индикатор 15, растр 16, ссветитель растра 17 фотоприемник растра 18„ паласовый фильтр 19, фазогращатель 20, устройство базировки 21, баэировочная плоскость 22, держатель устройства базирования 23, В задней факальной плоскости фокусирующего объектива 6 расположена контролируемая сферическая паверх-".-) 5 ность контролируемо го объектива 24, Перед измерением устройство баэировки 21 так ориентируют относительно оси кругового сканирования, чтобы eI o ось была перпендикулярна базировочной плоскости 22 и проходила через центр окружности. внисанной в держатель 23 устройства базировкн.

Устройство раб<тает слецующим oGразом {фиг. 1) .

Параллельный пучок лучей после коллимирующега объектива 5, в переднем фокусе которого находится тс)чечная диафрагма Z освещенная осветителем 1, собирается фокусируюшим

) О объективом 6 на контролируемой поверхности объектива 24, Пучок лучей частично отражается от контролируемой поверхности объектива 24, прохоцит через фокусирующий объектив 6, отра) $ жается от светоделительного элемента 4 и собирается на диафрагме фотоприемника 7, которая оптически ".îïðÿ-жена с точечной диафрагмой 2. 1(оор20

1 125433

Изобретение относится к иэмери-! тельной технике и может бьеть испольдинатно-чувствительный приемник 8 расположен за диафрагмой фотоприемника 7, поэтому на него попадают толька †.е пучки лучей, которые прошли через диафрагму фотоприемника 7, Апертурная диафрагма 3 расположена после точечной диафрагмы 2 и о"раничпвает конус пучка лучей, выходящих иэ точечной диафрагмы 2. Эле-= мент кругового сканирования представляет собой фокусирующий объектив, выполненный с BoBMokHocüþ вращения, причем узловая тачка фокусирующего объектива смеецена относительно оси круговога cKBееирования {откосе=.тельно оси вращееееея фокусирующего объектив 6)

Привод 13 сообщает вращение фокусирующему объективу 6„ Так как узловая точка фокусирующега объектива смещена с оси кругового сканирования, то изображение точечной диафрагмы 2, будет описывать окружность — траек— торию сканирования на контролируемой поверхности объектива 24. угол между центральными лучами падающего и отраженного пучков лучей пропорционален расстоянию от центра контролируемой поверхности линзь. до направления падающего луча, Если ось кругового сканирования проходит через центр кривизны контролируемой поверхности объектива 24, то в этом случае расстояние межцу центрами кактрОлпруеьеай паверхнОсти и направлением падающего луча будет постоянным для всех тачек траектории сканирования и углы d. между центральными лучами падающего и отраженного пучков будут постоянными.

Если ось кругового сканирования сме)цена отееосительеео центра кривизны контролируемой поверхности объектива 24, то в этом спучае угол с между центральными лучами падающего и отраженного пучков лучей буцет разным для различных точек траектории сканирования.

Отраженные от контролируемой цогерхности пу ки лучей., проходя через оптическуес систему устройства, после де- .скзрагмы фотаприемние".а 7 будут Onu-bIBBTb коническую поверхность с вершиной в центре диафрагмы фотоприем" ника 7. Па чувствительной площадке коорцинатно-чувствительного фотоприемника 8 световое пятно будет описыва)» окружность, центр которой определяется направпением оси симметрии з 1254335 4 конической поверхности. Координатно- Управляющий сигн чувствительный фотоприемник 8 распо- ответственно обеспе ложен так, что его центр совпадает с фаз сигналов на вых осью симметрии конической поверхнос- генератора 12 синус ти при условии ч = О. Смещение цент- ний и информационнь ра контролируемой сферической по5 ходах каналов Х и Y верхности с оси кругового сканиро- информационных сиги вания приведет к наклону оси симмет- Если ось кругово рии конической поверхности на угол %, проходит через цент что вызовет смещение центра окруж- 10 поверхности, то сиг ности, которую описывает световое дифференциальных ус пятно при круговом сканировании. каналов Х и Y будут

Электрические сигналы с координат- товое пятно на экра но-чувствительного фотоприемника 8 ции 14 будет неподв поступают в блок 9 выделения инфор- 15 координат. мационных сигналов, в котором формн — Если ось кругово руются сигналы каналов Х и Y пропор- смещена из центра к циональные разности электрических рической поверхност сигналов с I-III u II-IV квадрантов выходов дифференциал координатно-чувствительного фото20

10 и 11 каналов Х и приемника 8, и сигнал канала фоку- блок индикации 14 и сировки, пропорциональный сумме сиг- на экране блока инди налов с четырех квадрантов. на расстояние пропо

Спектр сигнала на выходе координатно †чувствительно фотоприемника 8 имеет два вида составляющих: низкочастотные составляющие, обусловленные круговым сканированием изображения точечной диафрагмы s случае идеальной формы контролируемой поверхности, и высокочастотные сосгавляющие, обусловленные местными отклонениями контролируемой поверхности от сферы при круговом сканировании, Блок выделения информационных сиг- 35 налов отфильтровывает низкочастотные составляюпде сигналов каналов Х и Y поэтому сигналы каналов Х и Y на его выходе будут обусловлены только круговым сканированием изображения то- <0 чечной диафрагмы в случае идеальной формь| контролируемой поверхности. Таким образом, местные отклонения контролируемой поверхности от сферы не влияют на результаты контроля децент-45 рировки.

Управляемый генератор 12 синусоидальных колебаний формирует два гармонических сигнала: U = А cos и

М о

U„ - =А sin )t, частота которых равна частоте кругового сканирования, а фаза определяется управляющим сигналом привода 13. Фазы этих гармонических колебаний сдвинуты друг относительно друга на 90", Сигналы А,sin& и

А cos dt поступают на первые входы дифференциальных усилителей 10 и 11 соответственно каналов Х и Y. ал привода 13 сочивает равенство одах управляемого оидальных колебагх сигналов на выблока выделения алов 9. го сканирования р контролируемой налы на выходе илителей 10 и 11 равны нулю и свене блока индикаижным в начале го сканирования онтролируемой сфеи, то сигналы с ьных усилителей

Y поступают в световое пятно кации отклонится рциональное децентрировке контролируемой поверхности объектива 24, Наведение устройства на контролируемую поверхность объектива 24 осуществляется перемещением фокусирующего объектива 6 ° При юстировке ось кругового сканирования должна быть перпендикулярна базировочной плоскости 22, проходить через центр окружности, вписанной в держателе 23 устройства базировки 21,и быть параллельной направлению перемещения фокусирующего объектива 6. При этом световой поток, проходящий через диафрагму фотоприемника 7, будет наибольшим тогда, когда пучки лучей после отражения от контролируемой поверхности объектива 24 соберутся на диафрагме фотоприемника 7 (изображение точечной диафрагмы 2 совмещено с контролируемой поверхностью). В этом случае сигнал на выходе канала фокусировки блока выделения информационных сигналов, пропорциональный сумме электрических сигналов четырех квадрантов координатно-чувствительного фотоприемника 8, будет наибольшим, а следовательно, наибольшими будут показания индикатора 15, подключенного к выходу канала фокусировки блока выделения информационных сигналов 9..

Управляемый генератор 12 синусоидальных колебаний может быть выполнен следующим образом. Привод 13 сообщает вращательное движение растру 16 (фиг,3}.

1254

Растр 16 представляет собой стеклянный диск, половина которого непрозрачна.

Пучки лучей из осветителя 17,пройдя через растр 16, попадают на фотоприемник растра t8. При вращении растра 16 на фотоприемнике растра формируются электрические прямоугольные импульсы, период которых равен периоду вращения растра 16, который 10 в свою очередь равен периоду кругового сканирования. Паласовый фильтр 19, на вход которого поступают электри— ческие сигналы с фотоприемника растра 18, выделяет первую гармонику иэ 15 спектра прямоугольных импульсов, Линия задержки 20, подключенная к выходу полосового фильтра 19, обеспечивает сдвиг фазы на 90 между двумя колебаниями, Таким образом, на выходе управляемот а генератора 12 синусоидальных колебаний формируются два гармони-! ческих сигнала U = A cosset и х U,, = Л згпМ, частота которых равна 25 частоте кругового сканирования, а фаза определяется приводом 13, Фазы этих I армонических колебаний сдвину(I ты относительно друг друга на 90

ЗО

Предлагаемое устройство обеспечивает более высокую точность конт— роля децентрировки линз,, так как местные отклонения контролируемой поверхности линзы от сферы, а также неоднородность покрытия, толщина контролируемой линзы не влияют на результаты контроля децентрировки и может быть использовано для автоматического центрирования линзы, 335 б

Формула изобретения

1, Фотоэлектрическое устройство для контроля децентрировки линз и объективов, включающее установленные перед испытуемым элементом, размещенным в устройстве крепления, выполненным из цилиндра, дно которого является базовой плоскостью, осветитель, точечную диафрагму, светоделительный элемент, коллимирующий и фокусирующий объективы, а на пути луча, отраженного испытуемым элементом, диафрагму и координатно-чувствительный фотоприемник, блок выделения информационных сигналов, входы которьгх под— ключены к фотоприемнику, а выл:оды — к блоку индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно дополнительно снабжено приводом сканирования, генератором синусоидальных колебаний и двумя дифференциальными усилителями Х и У, при этом привод сканирования обеспечивает перемещение фокусирующего объектива в плоскости, перпендикулярной оптической оси системы, и связан с управляющим входом генератора синусоидальных колебаний, два выходь1 которого связаны с первыми входами дифференциальных усилителей

Х и Y вторые входы которых подключены к соответствующим выходам блока выделения информационных сигналов, а выходы соединены с блоком индикации, 2 ° Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что фокусирующий объектив выполнен со смещением узловой точки относительно его оптической оси„

1254335

Составитель А.Добрыднев

Техред Л.Сердюкова

Корректор Л.Патай

Редактор А.Гулько

Заказ 4731/45 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Поднисное

Производственно-полиграфическое треднриятие, r.Óærîðîä, ул. Проектная, 4