Способ измерения коэффициента передачи модуляции оптических систем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресо

<11779837 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.09.78 (21) 2681909/18-10 (51)М. Кл З с присоединением заявки Но

G 01 И 11/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.1180. Бюллетень М 42 (53) УДК!681.

° 45(088.8}

Дата опубликования описания 15.1180

{72) Авторы изобретения обрянский. Т М дйс и Б. A. Смирнов (71) Заявитель (54) СПОСОБ- ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ

МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества изображения оптических систем.

Известен способ контроля качества объектов, основанный на измерении коэффициента передачи модуляции для двух или одной пространственной частоты (1j.

Прототипом является способ. измерения частотно-контрастных характеристик оптических систем, заключающийся в формировании изображения щелевой диафрагмы, пространственной фильтрации этого изображения тремя частота- 15 ми, одна из которых нормирующая, регистрации, детектировании и сравнении полученных сигналов 2 .

Однако при реализации этого способа децентрировка испытуемого объек- 20 тива приводит к тому, что при повороте испытуемого объектива в посадочном месте изображение щелевой диафрагмы будет перемещаться по катоду фотоприемника. Фотокатоды фотоэлектронных умножителей (используемых в подобных устройствах в качестве фотоприемников) имеют различную чувствительность в различных точках и эта разность может достигать 30% и более. ЗО

Отношение электрических сигналов, снимаемых с различных участков фотоприемника, на каждый из которых попадает световой поток, характеризующий коэффициент передачи модуляции одной из йространственных частот, также изменяется, что приводит к увеличению погрешности измерения.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что проводят сканирование иэображения щелевой диафрагмы, прошедшего пространственную фильтрацию. по плоскости анализа, тем усредняется освещенностЬ изображения щелевой диафрагмы и чувствительность фотоприемника по катоду..

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа, на фиг, 2 — растр, посредством которого проводят пространственную фильтрацию изображения щелевой диафрагмы и сканирование его по катоду фотоэлектронного умножителя.

Устройство содержит лампу 1, конденсатор 2, щелевую диафрагму 3, объектив коллиматора 4 и испытуемый объектив 5, вспомогательный объектив 6, диск анализатора 7, фотопри779837 емник 8, электродвигатель 9, приводной механизм 10, электромеханический генератор 11, электродвигатель

12, усилитель 13, полосовые фильтры .14, 15, 16; детекторы 17,18, 19 сглаживающие фильтры 20, 21, 22; сумматор 23; Фазочувствительную схему

24, состоящую из синхронного детектора 25, сглаживающего фильтра 26, усилителя 27," пороговую схему регистрации 28, содержащую переменные резисторы 29, 30, компараторы 31, 32,. схему ИЛИ 33, индикатор 34; выключатель 35.

Устройство работает следующим образом.

Тело накаливания лампы 1 проекти" 3 руется с помощью конденсатора 2 на щелевую диафрагму 3.

Изображение.щелевой "диафрагмы

3 (тест-объекта), располо>кенное в фокусе объектива коллиматора 4, стро- 2О ится испытуемым объективом 5 в плоскости анализа, которая переносится вспомогательным объективом 6 на поверхность.диска анализатора 7, приводимого во вращение двигателем 12.

Анализатор 7 проводит пространственный анализ спектра иэображения щелевой диафрагмы 3, имеющей спектр близкий к непрерывному с учетом Функции передачи модуляции испытуемого объектива.

Световой поток, промодулированный частотами, определяемыми частотой нанесения штрихов на диске 7, попа- дает на катод фотоприемника 8.

Штрихи решетки растра расположены на несовпадающих дорожках (фиг.2), Растр на диске анализатора с дискретно изменяющимися по частоте штри. ховыми решетками разбит на и+1 секторов, где n - число анализи- 46 руемых пространственных частот, при чем в каждом из секторов на различных кольцевых дорожках последова- тельно нанесены штриховые решетки, соответствующие нулевой и анализируемым пространственным частотам, .при.перемещении с одного сектора на другой, последовательность нане.сения дорожек смещается на одну кольцевую дорожку. Решетка 36 с пространственной частотой, близкой к нулю, предназначена для нормирования сигнала, т. к. коэффициент передачи контраста для такой частоты не зависит от качества испытываемого объектива. М

Решетки 37, 38 имеют дне другие заданные частоты. Изображение щели

39 перекрывает все три решетки одновременно, и прошедший световой поток попадает на расположенный за д растром катод фотоприемника 8. Напряжение, снимаемое с анода фотоприемника 8, усиливается предварительным усилителем 13 и поступает íà rioлосоные фильтры 14, 15, 16.

Частота настройки фильтров равна частоте нанесения решеток на диск анализатора с учетом его скорости вращения, задаваемой электродвигателем 12.

Электрический сигнал, снимаемый с выходов фильтров, поступает на детекторы 17, 18, 19 и далее на сглаживающие фильтры 20, 21. 22.осуществляющие сглаживание пульсирующего напряжения.

Постоянное напряжение с ныхода фильтра 20,пропорциональное коэффи-. циенту передачи модуляции на пространстненной частоте, близкой к нулевой, подается .на переменные резисторы 29, 30, движки которых соединены с первыми входами компараторов

31, 32, вторые входы которых соединены с выходами фильтров 21, 22.

Переменными резисторами 29, 30 задается величина напряжений, пропорциональных минимальным значениям коэффициента передачи модуляции испытуемого объектива на проверяемых пространственных частотах.

В случае, если испытуемый объектив имеет,.коэффициент передачи модуляции на одной из анализируемых частот ниже, чем заданная величина, установленная переменными резисторами 29, .30, один или оба компаратора сработают и через схему .ИЛИ 33 включат индикатор 34 .

Вспомогательный объектив б, установленный на электромеханическом генераторе 11, осуществляет глубинное сканирование изображения щелевой диафрагмы.3 и тем самым модулирует вы— ходные сигналы частотой; равной частоте собственных колебаний.

Напряжение с выходов фильтров 20, 22 суммируется сумматором 23 и поступает на диод синхронного детектора

25, на управляющий нход которого поступает опорное напряжение с генератора 11 через выключатель 35.

Синхронный детектор осуществляет частотную фильтрацию входного сигнала с учетом фазы колебаний.

Пульсирующее напряжение с выхода синхронного детектора 25, величина которого пропорциональна отклонению фокальной плоскости испытуемого объектйва б от плоскости максимального коэффициента модуляции, а знак — направлению необходимого смещения, сглаживается фильтром 26, усиливается усилителем 27 и поступает на обмотку управления электродвигателя

9, перемещающего через приводной механизм 10 испытуемый объектив 5 в плоскость максимального коэффициента модуляции на заданной пространственной частоте.

После окончания процесса фокусирования выключатель 35 отключает опорную частоту от входа детектора 25.

779837

6 е

Автоматическая фокусировка осуществляется IIQ сумме сигналов, снимаемых с выходов фильтров 20, 22, соответствующим двум пространственным частотам решеток 37, 38.

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента передачи модуляции оптических систем путем формирования изображения щелевой диафрагмы, пространственной фильтрации этого изображения тремя частотами, одна из которых нормирующая, регистрации, детектирования и сравнения полученных сигналов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, . проводят сканирование изображения целевой диафрагмы, прошедшего пространственную фильтрацию по плоскости анализа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ У 1185398, кл. 42 h 35/01, опублик. 14.01.б5.

2. Авторское свидетельство СССР

М 415536, кл. G 01 М 11/02, 04.07.7 (прототип).