Устройство для контроля качества оптической системы

 

Использование: при исследовании, контроле и юстировке любых оптических систем, работающих в инфракрасной области спектра. Сущность изобретения заключается в том, что посредством источника излучения, конденсора, модулятора, фотометрического клина облучают тест-объект, представляющий собой регулируемую по ширине прямоугольную щель, и посредством объектива, контролируемого объектива и микрообъектива проецируют изображение щели на мишень пировидикона. Для получения на его выходе сигнала с наибольшим соотношением сигнал-шум применяют модуляцию с неравными полупериодами, причем работа модулятора синхронизирована кадровыми синхроимпульсами, поступающими с первого выхода пирокамеры на схему синхронизации. 1 ил.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и относится к устройствам для контроля качества оптической системы как в ходе ее изготовления, так и при окончательной аттестации. Оно может найти применение при исследовании, контроле и юстировке любых оптических систем, работающих в инфракрасной области спектра.

Известны устройства для оценки качества изображения объективов по виду функции рассеяния, в которых в качестве анализатора изображения, создаваемого контролируемым объективом, применяется линейный прибор с переносом заряда. К ним относятся устройства по авт.св. СССР N 1141300, кл. G 01 M 11/02, 1985; N 1160254, кл. G 01 M 11/02, 1985. Недостатком устройств является то, что они не позволяют производить измерения в широкой области спектра, а также тpудность выведения информации на телевизионный экран с целью оперативной оценки результатов измерений в процессе сборки оптической системы.

Известны также устройства для контроля качества объективов по виду функции рассеяния, в которых в качестве анализатора изображения применяется телевизионная камера. К ним относятся устройства по авт.св. СССР N 637758, кл. G 01 M 11/02, 1978; N 1087800, кл. G 01 M 11/02, 1984; N 779838, кл. G 01 M 11/02, 1980. Эти устройства содержат осветитель, тест-объект, установленный в фокальной плоскости коллиматора, модулятор, фотометpический клин, блок анализа изображения. Недостатком этих устройств является низкая точность измерений и невозможность проведения измерений в инфракрасной области спектра.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для контроля качества оптической системы по авт.св. N 673881, кл. G 01 M 11/02, 1979. Это устройство содержит последовательно установленные на одной оптической оси источник излучения, конденсор, фотометрический клин, тест-объект, установленный в фокальной плоскости коллиматорного объектива, микрообъектив, блок анализа изображения, включающий передающую телевизионную камеру и телевизионный приемник.

Основным недостатком этого устройства является низкая точность измерения и невозможность проведения измерения в инфракрасной области спектра. Кроме того, в устройстве нельзя осуществить управление процессом формирования изображения, а также процессом считывания и автоматической обработки изображения.

Целью изобретения является повышение точности контроля и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля оптической системы в инфракрасной области спектра.

Цель достигается тем, что в известном устройстве контроля качества оптической системы, содержащем источник излучения, конденсор, а также последовательно установленные фотометрический клин, тест-объект, установленный в фокальной плоскости коллиматора, микрообъектив и блок анализа изображения, между конденсором и фотометрическим клином установлен модулятор, а блок анализа изображения выполнен в виде последовательно соединенных пирокамеры с блоком разверток, аналого-цифрового преобразователя и блока управления и обработки данных, первый выход которого соединен с первым входом схемы синхронизации, причем второй и третий выходы пирокамеры соединены соответственно с вторыми входами схемы синхронизации и блока управления и обработки данных, первый и второй выходы схемы синхронизации соединены соответственно с модулятором и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий вход которого соединен с вторым выходом блока управления и обработки данных.

На чертеже изображена схема устройства для контроля качества оптической системы.

Устройство для контроля качества оптической системы содержит последовательно установленные на одной оптической оси источник 1 излучения, конденсор 2, модулятор 3, фотометрический клин 4, тест-объект 5, установленный в фокальной плоскости коллиматора 6, контролируемую оптическую систему 7, микрообъектив 8, блок 9 анализа изображения, содержащий пирокамеру с блоком 10 разверток, первый выход которой соединен последовательно с АЦП 11, блоком 12 управления и обработки данных, первый выход которого соединен с первым входом схемы 13 синхронизации, причем второй и третий выходы пирокамеры соединены соответственно с вторыми входами схемы синхронизации и блока управления и обработки данных, первый и второй выходы схемы синхронизации соединены соответственно с модулятором и вторым входом АЦП, третий вход которого соединен с вторым выходом блока управления и обработки данных.

Устройство работает следующим образом. Посредством источника 1 излучения, конденсора 2, модулятора 3, фотометрического клина 4, облучают тест-объект 5, представляющий собой регулируемую по ширине прямоугольную щель. Коллиматорным объективом 6 проектируют изображение тест-объекта в бесконечность. В параллельном пучке лучей за коллиматорным объективом 6 устанавливают контролируемый объектив 7, в фокальной плоскости которого получают изображение щели. Это изображение посредством микрообъектива 8 проецируют на чувствительную мишень пировидиконной передающей трубки 10.

Работа модулятора 3 синхронизирована с кадровой разверткой, и полупериоды модуляции Δt/2 могут меняться дискретно (с периодом дискретизации, равным периоду кадровой развертки) от Δt/2 = Т_кадр до Δt/2 = 256˙Т_кадр. Выбор длительности полупериодов модуляции осуществляется блоком управления и обработки данных в соответствии с программой.

Для получения на выходе пировидикона сигнала с наибольшим отношением сигнал/шум применяют модуляцию с неравными полупериодами модуляции. Работа модулятора синхронизирована кадровыми синхроимпульсами, поступающими с второго выхода пирокамеры 10 на схему 13 синхронизации. Посредством схемы синхронизации управляют модулятором 3. Полупериоды модуляции кратны периоду кадровых синхроимпульсов. Длительность полупериодов модуляции управляется с помощью блока 12 управления и обработки данных в виде цифрового кода, поступающего с первого выхода блока 12 на первый вход схемы 13 синхронизации. Одновременно таким же образом поступает цифровой код, который определяет, в каком кадре в фазе модуляции, при которой модулятор открыт, производить ввод сигнала, соответствующего поперечному сечению щели, в блок 12 управления и обработки данных. С учетом этого схема 13 синхронизации вырабатывает строб-импульс, поступающий с второго выхода на второй вход АЦП. Телевизионный сигнал с пирокамеры 10 поступает на первый вход АЦП 11. Работа АЦП 11 управляется строб-импульсами, поступающими со схемы 13 синхронизации (определяющими кадр в течение периода модуляции, в котором осуществляется ввод данных в блок 13), и строб-импульсом, поступающим с второго выхода блока 12 на третий вход АЦП 11 (определяющим, в какой точке строки кадра осуществляется ввод информации).

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, содержащее источник излучения, конденсор, а также последовательно установленные фотометрический клин, тест-объект, установленный в фокальной плоскости коллиматора, микрообъектив и блок анализа изображения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля оптической системы в инфракрасной области спектра, между конденсатором и фотометрическим клином установлен модулятор, а блок анализа изображения выполнен в виде последовательно соединенных пирокамеры с блоком разверток, аналого-цифрового преобразователя и блока управления и обработки данных, первый выход которого соединен с первым входом схемы синхронизации, причем второй и третий выходы пирокамеры соединены соответственно с вторыми входами схемы синхронизации и блока управления и обработки данных, первый и второй выходы схемы синхронизации соединены соответственно с модулятором и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, третий вход которого соединен с вторым выходом блока управления и обработки данных.

РИСУНКИ

Рисунок 1