Устройство для контроля величины децентрировки линз

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к контролю величины децентрировки линз в оптическом производстве . Цель изобретения состоит в повышении точности контроля величины децентрировки линз, в увеличении чувствительности устройства при сохранении небольших габаритов. Устройство содержит источник параллельного пучка лучей, оправку , предназначенную для размещения контролируемой линзы, приемник излучения, плоское зеркало, размещенное перпендикулярно геометрической оси устройства на пути лучей, прошедших через контрольную линзу, и отрицательную линзу с малым фокусным расстоянием. 2 ил.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК. (я)5 G 01 В 11/27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4930971/28 (22) 23,04.91 (46) 07.12.92. Бюл. М 45 (71) Салаватский оптико-механический завод (72) А.С.Васютин и Г.А.Проскурякова (56) Афанасьев В.А. Оптические измерения.

M. Высшая школа, 1981, с. 168, рис.102.

Креопалов Г.В., Лазарева Н.Л. и Пуряев

Д.Т. Оптические измерения. M.: Машиностроение, 1987, с.95, рис. 50, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЕЛИЧИНЫ ДЕЦЕНТРИРОВКИ ЛИНЗ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к контролю величиИзобретение относится к оптическому приборостроению, может быть использовано для контроля децентрировки линз в условиях серийного производства, позволяет повысить точность контроля, уменьшить габариты устройства и увеличить производительность контрольной операции.

Известно устройство для контроля величины децентрировки линз С s проходящем свете, содержащее последовательно установленные осветитель. сетку с перекрестием, размещенные в передней фокальной плоскости коллиматорного объектива, коллиматорный объектив, базовое кольцо для размещения линзы в измерительную позицию. геометрическая ось которого совпадает с оптической осью коллиматорного объектива, микроскоп с измерительной сеткой, при помощи которого глазом рассмат.ЫЛ 1779916 Al ны децентрировки линз в оптическом производстве. Цель изобретения состоит в повышении точности контроля величины децентрировки линз, в увеличении чувствительности устройства при сохранении небольших габаритов. Устройство содержит источник параллельного пучка лучей, оправку, предназначенную для размещения контролируемой линзы, приемник излучения, плоское зеркало, размещенное перпендикулярно геометрической оси устройства на пути лучей, прошедших через контрольную линзу, и отрицательную линзу с малым фокусным расстоянием. 2 ил. ривают изображение перекрестия, сформированное контролируемой линзой, Если линза децентрирована, т.е. наблюдается смещение С главной точки от геометрической оси в задней главной плоскости, то при вращении линзы на 360 иэображение перекрестия опишет кругдиаметром d. Значение децентрировки

С - б/2 - m t (2 Д, где m — число делений сетки микроскопа;

t — цена деления сетки;

Р- увеличение обьектива микроскопа.

Недостатком такого устройства является зависимость точности контроля от увеличения объектива микроскопа/3. В серийном производстве при длительной работе наблюдение величины децентрировки глазом с большим увеличением приводит к снижениюостроты зрения, аследовательно, к сни177991G жению точности- контроля, к утомляемости глаз, что уменьшает производительность труда.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для контроля величины децентрировки линз в проходящем свете, содержащее последовательно установленные осветитель, коллиматор, базовое кольцо, геометрическая ось которого совпадает с оптической осью коллиматора, и двухкоординатный четырехппощадный фотодиод. Контролируемая линза устанавливается в базовое кольцо по цилиндрической поверхности. Выходящий из коплиматора параллельный пучок проходит через контролируемую линзу и попадает на фотодиод. При наличии дефекта децентрировка наблюдается по отклонению параллельного светового пучка от первоначального направления при прохождении через линзу на угол у, в результате чего наблюдается смещение светового пятна от центра площадки фотодиода.

Величина этого смещения Y зависит от величины децентрировки С, фокусного расстояния контролируемой линзы f и расстояния

L между контролируемой линзой и фотодиодом

Y =- — ° L--yL.

С.

Недостатком известного устройства является зависимость точности контроля величины децентрировки линз от габаритов устройства, т.к. углы отклонения пучков лучей за счет дефекта децентрировки уочень малы. Для серийных линз у не должна превышать 1 . Тогда, чтобы смещение Y составило величину 0,1 мм, необходимо разместить фотодиод на расстоянии порядка 350 мм, а для смещения в 0,5 мм это . расстояние составит величину t 700 мм, Цепь о изобретения является повышение точности контроля величины децентрировки линз, увеличение чувствительности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее источник параллельного пучка лучей, оправку для размещения контролируемой линзы и приемник излучения, снабжено плоским зеркалом, размещенным перпендикулярно геометрической оси устройства на пути лучей, прошедших через контролируемую линзу, и отрицательной линзой с малым фокусным расстоянием.

Вышедший из осветителя параллельный пучок лучей проходит через контролируемую линзу, отклоняется на угол у = за счет дефекта децентриС тконтр ровки и попадает на плоское зеркало, которое установлено на расстоянии S от

5 контролируемой линзы. Отразившись от плоского зеркала, пучок лучей снова проходит через децентрированную линзу, в результате чего испытывает дополнительное отклонение а ° Величина отклонения эави10 сит от расстояния S между плоским зеркалом и линзой, а также от фокусного расстояния линзы f. При расстоянии $, меньшем 1/2 фокусного расстояния линзы, дополнительное отклонение а складывает15 ся из двух составляющих. Первая составляющая а1 (фиг.1) является результатом отклонения пучка лучей, падающего на линзу под углом у на высоте OM от вершины линзы, и определяется по формуле

20 а =у(, +1).

Прилюбыхэначениях$ и f а> 1.у.

25 Вторая. составляющая о является результатом отклонения пучка лучей за счет клиновидности децентрированной линзы

О и определяется по формуле(при условии, что показатель преломления и =1,5).

30 а =y(1+0,8 ).

В любом случае а2 > 1 у, т.е. а= а1+ щ > 2у.

Чувствительность устройства увеличивается при размещении на расстоянии I от 5 контролируемой линзы отрицательной линзы с малым фокусным расстоянием fn (4 < 1).

Отклонение пучка лучей Е после прохождения через отрицательную линзу будет определяться по формуле

Е= АВ где А — высота падения пучков лучей на

45 отри ца тел ьную линзу.

T.ê. AB = I а, то Е =,, где, = К вЂ” .

I а I

fn fn коэффициент усиления отрицательной линзы всегда >1 и может варьироваться в больших пределах.

Таким образом Е = К а > 2К у.

Смещение светового пучка Y на расстояние L = (+ L от контролируемой линзы L1— расстояние от отрицательной линзы до приемника излучения) определяется по формуле

Y =E аi> 2KLqy.

1779916

Y 2 КЬ1У 2 К Li

Ly . +

10

30

При одинаковых расстояниях L в прототипе и предлагаемом устройстве отношение смещений световых пучков

При L> > 1 oòíoøåíèå > 0,5, т.е.

L1

1 +!

Yl — > К.

Следовательно Y > KY.

Чувствительность устройства более, чем в К раз больше чувствительности прототипа.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых деталей: плоского зеркала и отрицательной линзы.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что плоские зеркала известны в автоколлимационных схемах, когда необходимо удвоить. цену деления угломерных сеток в зрительных трубах. Отрицательные линзы используются как оптические компоненты при реализации практически всех оптических систем. Однако введение в укаэанной связи с остальными элементами в заявляемое устройство для контроля величины децентриравки линз вышеуказанного зеркала и отрицательной линзы показывает, что они, проявляют новые свойства, которые приводят к повышению точности контроля величины децентрировки линз и увеличению чувствительность устройства. Это позволяет сделать вывод о соответствии техниче° . ского решения критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлена схема хода лучей в устройстве для контроля величины децентрировки линз. На фиг.2 показан пример выполнения устройства.

Устройство для контроля величины децентрировки линз (фиг.2) содержит смонтированные в общем корпусе и расположенные соосно, лазер 1, который используется в качестве узла, задающего параллельный пучок света, светоделительную пластину 2, расположенную под углом

45 к лазерному пучку, оправку для размещения контролируемой линзы 3, плоское зеркало 4, установленное перпендикулярно геометрической оси устройства за линзой, отрицательную линзу 5 и приемник 6, который может быть выполнен либо в виде матового экрана, либо в виде фотоприемника с последующим выводом результатов наблюдения на экран телевизора или цифровое табло.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный пучок лучей, отклоненный светоделительной пластиной 2, падает параллельно геометрической оси устройства на линзу 3. Если линза имеет децентрировку С - О. то параллельный пучок проходит через нее не отклоняясь от первоначального направления, затем по нормали падает на плоское зеркало. по нормали от него отражается, снова проходит через контролируемую линзу без отклонения, попадает на отрицательную линзу, которая также не отклоняет пучок, и в результате попадает в центральную часть приемника. Если децентрировка линзы С не равна О, то на приемнике наблюдается смещение пучка от.его центральной части. Для контролируемых линз с фокусным расстоянием 190 мм, величине С=0,1 мм и параметрах устройства i =

-180, L = 480, т" отрицательной линзы 26 мм, коэффициент усиления К будет равным 7, а величина смещения пучка от центра приемника 5 мм.

Устройство может быть снабжено комплектом отрицательных линз с различными фокусными расстояниями, чтобы обеспечить его большую универсальность. В устройстве может быть предусмотрен механизм перемещения плоского зеркала,. чтобы обеспечить контроль линз с различными фокусными расстояниями.

Формула изобретения

Устройство для контроля величины децентрировки линз, содержащее источник параллельного пучка лучей, оправку, предназначенную для размещения контролируемой линзы, и приемник излучения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля и чувствительности устройства, оно снабжено плоским зеркалом, установленным за оправкой перпендикулярно оси устройства, и отрицательной линзой, расположенной по ходу излучения перед приемником излучения.

1779916 Рог.2

Составитель А. Васютин

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор В. Петраш

Заказ 4428 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101