RU2078360C1 - Method of quality inspection of objective and device for its implementation - Google Patents
Method of quality inspection of objective and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2078360C1 RU2078360C1 RU95106440A RU95106440A RU2078360C1 RU 2078360 C1 RU2078360 C1 RU 2078360C1 RU 95106440 A RU95106440 A RU 95106440A RU 95106440 A RU95106440 A RU 95106440A RU 2078360 C1 RU2078360 C1 RU 2078360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- input
- image
- output
- optical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может использоваться для технологического и аттестационного контроля качества фотографических объективов для телескопов. The invention relates to optical instrumentation and can be used for technological and certification quality control of photographic lenses for telescopes.
Известен способ контроля качества объектива (контрольно-юстировочный прибор для проверки разрешающей способности объективов ГЕЛИОС-44. Паспорт, ЮТ-45 00 000. П), при котором формируют при помощи центрального коллиматора параллельный пучок лучей от первой оптической миры, а при помощи полевого коллиматора наклонный параллельный пучок лучей от второй оптической миры, проецируют упомянутые пучки на входной зрачок контролируемого объектива, формируют в задней фокальной плоскости упомянутого объектива изображения оптических мир, соответственно в центре и на краю поля зрения объектива, регистрируют упомянутые изображения на фотопленку, проявляют ее и рассматривают под микроскопом, судят о качестве контролируемого объектива по различности участков оптических мир с определенной пространственной частотой. A known method of controlling the quality of the lens (control and adjustment device for checking the resolving power of HELIOS-44 lenses. Passport, UT-45 00 000. P), in which using a central collimator a parallel beam of rays from the first optical world is formed, and using a field collimator an inclined parallel beam of rays from the second optical worlds, the aforementioned beams are projected onto the entrance pupil of the controlled lens, form an optical world in the rear focal plane of the said lens, respectively about the center and the edge of the field of view lens, register said images on film, showing her and examined under a microscope, are judged on the quality of the lens controlled by different parts of the optical world with a certain spatial frequency.
Описанный способ наиболее близок по технической сути к заявляемому изобретению и выбран в качестве прототипа. The described method is the closest in technical essence to the claimed invention and is selected as a prototype.
Однако данный способ не позволяет проводить оперативный контроль объектива, так как включает в себя операции проявки фотопленки и ее визуального рассматривания. However, this method does not allow for operational control of the lens, since it includes the operations of developing the film and its visual examination.
В изобретении решается задача при технологическом контроле оперативного определения разрешающей способности объектива и отображения в удобном для оператора виде информации, необходимой для юстировки (центрировки) оптических компонент с целью доведения объектива до соответствующего критерию годности качества. The invention solves the problem of technological control of the operational determination of the resolution of the lens and display in the form convenient for the operator of the information necessary for alignment (centering) of the optical components in order to bring the lens to the appropriate quality criteria.
Для достижения данного технического результата в заявляемом способе используется фотоэлектрическое преобразование оптического изображения в электрический сигнал с последующим вычислением контраста формируемого изображения. Для этого в способе оперативного контроля качества объектива, заключающемся в формировании при помощи центрального коллиматора параллельного пучка лучей от первой оптической миры, а при помощи полевого коллиматора - наклонного параллельного пучка лучей от второй оптической миры, проецировании упомянутых пучков на входной зрачок контролируемого объектива, формировании в задней фокальной плоскости упомянутого объектива изображения оптических мир, соответственно в центре и на краю поля зрения объектива, проецирование центрального и наклонного пучков производят последовательно, во время проецирования центрального пучка масштабируют изображение при помощи микрообъектива, преобразуют полученное оптическое изображение в электрический сигнал при помощи ПЗС-камеры, вычисляют контраст изображения как отношение мощности переменной составляющей видеосигнала к постоянной составляющей, путем перемещения ПЗС-камеры по вертикали производят поиск плоскости наилучшей установки по максимуму значения измеряемого контраста, судят о качестве объектива в центре поля по максимально достижимому контрасту изображения, во время проецирования наклонного пучка лучей отклоняют сходящийся за объективном наклонный пучок при помощи плоского зеркала так, чтобы изображение второй оптической миры переместилось в центр поля, масштабируют изображение при помощи микрообъектива, преобразуют полученное оптическое изображение в видеосигнал при помощи ПЗС-камеры, вращают контролируемый объектив вокруг своей оси, при этом вычисляют контраст изображения второй оптической миры как отношение мощности переменной составляющей видеосигнала к постоянной составляющей, судят о качестве контролируемого объектива по величине достигаемого контраста и по степени отклонения этой величины при вращении контролируемого объектива на 360o.To achieve this technical result, the claimed method uses photoelectric conversion of an optical image into an electrical signal, followed by calculation of the contrast of the generated image. To do this, in the method of operational quality control of the lens, which consists in the formation using a central collimator of a parallel beam of rays from the first optical world, and using the field collimator - an inclined parallel beam of rays from the second optical world, projecting the mentioned beams onto the entrance pupil of the controlled lens, forming the rear focal plane of the aforementioned lens image of the optical world, respectively, in the center and on the edge of the field of view of the lens, the projection of the central and the slope beams are produced sequentially, during the projection of the central beam, the image is scaled using a micro lens, the resulting optical image is converted into an electric signal using a CCD camera, image contrast is calculated as the ratio of the power of the variable component of the video signal to the constant component, by moving the CCD camera vertically search for the plane of the best setting by the maximum value of the measured contrast, judge the quality of the lens in the center of the field by max To achieve an achievable image contrast, during the projection of an oblique beam of rays, the oblique beam converging behind the objective is deflected using a flat mirror so that the image of the second optical world moves to the center of the field, the image is scaled using a micro lens, and the resulting optical image is converted into a video signal using a CCD camera rotate the controlled lens around its axis, while calculating the image contrast of the second optical worlds as the ratio of the power of the variable component video signal to a constant component, judge the quality of the controlled lens by the magnitude of the achieved contrast and the degree of deviation of this value when the controlled lens rotates 360 o .
Способ оперативного контроля качества объектива заключается в следующем. The method of operational quality control of the lens is as follows.
Формируют при помощи центрального коллиматора параллельный пучок лучей от первой оптической миры, проецируют упомянутый пучок на входной зрачок контролируемого объектива, формируют в задней фокальной плоскости упомянутого объектива изображение тест-объекта, соответствующее центру поля зрения объектива, масштабируют изображение при помощи микрообъектива, преобразуют полученное оптическое изображение в электрический сигнал при помощи ПЗС-камеры, вычисляют контраст изображения как отношение мощности переменной составляющей видеосигнала к постоянной составляющей, путем перемещения ПЗС-камеры по вертикали производят поиск плоскости наилучшей установки по максимуму значения измеряемого контраста, судят о качестве объектива в центре поля по максимально достижимому контрасту изображения, формируют при помощи полевого коллиматора параллельный наклонный пучок лучей от второй оптической миры, проецируют упомянутый пучок на входной зрачок контролируемого объектива, формируют в задней фокальной плоскости упомянутого объектива изображение упомянутой миры, соответствующее краю поля зрения объектива, отклоняют сходящийся за объективом наклонный пучок при помощи плоского зеркала так, чтобы изображение второй оптической миры переместилось в центр поля, масштабируют изображение при помощи микрообъектива, преобразуют полученное оптическое изображение в видеосигнал при помощи ПЗС-камеры, вращают контролируемый объектив вокруг своей оси, при этом вычисляют контраст изображения второй оптической миры как отношение мощности переменной составляющей видеосигнала к постоянной составляющей, судят о качестве контролируемого объектива по величине достигаемого контраста и по степени отклонения этой величины при вращении контролируемого объектива на 360o.A parallel beam of rays from the first optical world is formed using the central collimator, the beam is projected onto the entrance pupil of the controlled lens, an image of the test object corresponding to the center of the field of view of the lens is formed in the rear focal plane of the lens, the image is scaled using a micro lens, and the resulting optical image is converted into an electrical signal using a CCD camera, the image contrast is calculated as the ratio of the power of the variable component of the video drove to the constant component, by moving the CCD camera vertically, the plane of the best setting is searched for the maximum value of the measured contrast, the quality of the lens in the center of the field is judged by the maximum achievable image contrast, a parallel oblique beam of rays from the second optical world is formed using the field collimator, project the said beam onto the entrance pupil of the controlled lens, form in the rear focal plane of the said lens an image of the said worlds, respectively at the edge of the field of view of the lens, the tilted beam converging behind the lens is deflected using a flat mirror so that the image of the second optical world moves to the center of the field, the image is scaled using a micro lens, the resulting optical image is converted into a video signal using a CCD camera, and the controlled lens is rotated around of its axis, while calculating the image contrast of the second optical worlds as the ratio of the power of the variable component of the video signal to the constant component, judge the quality TWO of the controlled lens by the magnitude of the achieved contrast and by the degree of deviation of this value when the controlled lens rotates 360 o .
Воплощение способа для контроля качества объектива показано на примере устройства. An embodiment of a method for controlling the quality of a lens is shown as an example of a device.
Известно устройство для контроля частично-контрастной характеристики, которое описано в книге Петрова В.П. Контроль качества и испытание оптических приборов, Л. Машиностроение, Ленинградское отделение, 1985 с.162. A device for controlling a partially-contrast characteristic is described, which is described in the book by V.P. Petrov Quality control and testing of optical instruments, L. Mechanical Engineering, Leningrad Branch, 1985 p.162.
В нем щелевая диафрагма, освещаемая источником света через конденсатор и матовое стекло, находится в фокальной плоскости объектива коллиматора. Изображение щели строится в фокальной плоскости контролируемого объектива и дополнительным объективом проецируется в плоскость вращаемого электродвигателем растрового диска. Модулированные световые сигналы попадают на фотоприемник. Электронный блок обрабатывает сигналы, снимаемые с фотоприемника, и выдает информацию о годности объектива. В установке автоматически обеспечивает вращение объектива вокруг оптической оси и наклон объектива для контроля ЧКХ по полю изображения. В результате измерения происходит отбраковка объектива по минимальному значению ЧКХ. Однако теряется информация, в какой области поля изображения объектив дает недопустимо низкий коэффициент передачи контраста. Следовательно, отсутствует возможность произвести необходимую юстировку оптических компонент объектива. In it, a slit diaphragm illuminated by a light source through a capacitor and frosted glass is located in the focal plane of the collimator lens. The image of the slit is built in the focal plane of the controlled lens and the additional lens is projected into the plane of the raster disk rotated by the electric motor. Modulated light signals are incident on a photodetector. The electronic unit processes the signals taken from the photodetector and provides information about the suitability of the lens. The installation automatically provides rotation of the lens around the optical axis and the tilt of the lens to control the frequency response over the image field. As a result of the measurement, the lens is rejected according to the minimum frequency response. However, information is lost in which area of the image field the lens gives an unacceptably low contrast transfer coefficient. Therefore, it is not possible to make the necessary adjustment of the optical components of the lens.
Известен также контрольно-юстировочный прибор для проверки разрешающей способности объектива "Гелиос-44М", который описан в паспорте ЮТ 45.00.000 П. Прибор состоит из центрального коллиматора, четырех полевых коллиматоров и фотокамеры с кассетой. Четыре полевых коллиматора закреплены под углом к центральному коллиматору так, что их оптические оси сходятся в центре зрачка проверяемого объектива. Принцип работы прибора заключается в фотографировании штриховых мир на пленку точной камеры и определении разрешающей способности в центре и по полю на соответствующих участках поля изображения. Also known is a control and adjustment device for checking the resolution of the Helios-44M lens, which is described in the UT passport 45.00.000 P. The device consists of a central collimator, four field collimators and a camera with a cassette. Four field collimators are fixed at an angle to the central collimator so that their optical axes converge in the center of the pupil of the lens under test. The principle of operation of the device is to photograph the dashed world on a film of an accurate camera and determine the resolution in the center and in the field in the corresponding sections of the image field.
Данный прибор наиболее близок по технической сути к заявляемому устройству, однако он не позволяет выполнять оперативную юстировку оптических компонент объектива, поскольку для этого необходимо проявить фотопленку, после чего определить разрешающую способность объектива по полю изображения. This device is the closest in technical essence to the claimed device, however, it does not allow for the operational alignment of the optical components of the lens, since for this it is necessary to develop a film, and then determine the resolution of the lens according to the image field.
Технической задачей изобретения является устранение этих недостатков. An object of the invention is the elimination of these disadvantages.
Поэтому в устройство дополнительно введены реверсивный электродвигатель постоянного тока, редуктор и подвижный столик для установки контролируемого объектива, а также первое, второе, третье и четвертое зеркала, ПЗС-камера, первый, второй, третий и четвертый аналоговые коммутаторы, первый и второй фильтры нижних частот, фильтр средних частот, двухполупериодный выпрямитель, первый и второй интеграторы, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй регистры, цифровой компаратор, первый, второй и третий элементы И, формирователь импульса начальной установки, элемент ИЛИ, пороговое устройство, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, элемент задержки, счетчик элементов, счетчик строк, счетчик кадров, счетчик тактов измерения, счетный триггер, первое, второе, третье и четвертое постоянные запоминающие устройства, формирователь, сумматор, первый, второй и третий буферные регистры, первый, второй, третий и четвертый выходные регистры, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы индикации и источник питания электродвигателя. Therefore, a reversible DC motor, a gearbox and a moving table for installing a controlled lens, as well as the first, second, third and fourth mirrors, a CCD camera, the first, second, third and fourth analog switches, the first and second low-pass filters are additionally introduced into the device , medium-pass filter, two-half-wave rectifier, first and second integrators, analog-to-digital converter, first and second registers, digital comparator, first, second and third elements And, pulse shaper and the initial setting, OR element, threshold device, EXCLUSIVE OR element, first, second and third triggers, delay element, element counter, line counter, frame counter, measure clock counter, counting trigger, first, second, third and fourth read-only memory , shaper, adder, first, second and third buffer registers, first, second, third and fourth output registers, first, second, third, fourth and fifth display elements and an electric motor power supply.
Работа устройства заключается в том, что при наблюдении в наклонном пучке полевого коллиматора и поочередном повороте контролируемого объектива через 90o измеряется контраст изображения штриховой оптической миры, создаваемого контролируемым объективом. Результаты измерения, соответствующие значениям контраста на краях поля изображения, последовательно отображаются на цифровом индикаторе. Это позволяет производить оценку качества центрировки оптических компонент объектива и при необходимости контролировать испарение дефектов в процессе юстировки. Поскольку измерения производятся в темпе телевизионной развертки (время кадра составляет порядка 20 мс), отображение происходит в реальном времени восприятия оператором измерительной информации.The operation of the device lies in the fact that when observing in an oblique beam of a field collimator and alternately turning the controlled lens through 90 o , the contrast of the image of the dashed optical world created by the controlled lens is measured. The measurement results corresponding to the contrast values at the edges of the image field are sequentially displayed on a digital indicator. This allows you to evaluate the quality of alignment of the optical components of the lens and, if necessary, control the evaporation of defects during the alignment. Since measurements are made at the pace of a television scan (the frame time is about 20 ms), the display occurs in real time by the operator perceiving the measurement information.
На фиг.1 изображено заявляемое устройство в целом; на фиг.2 коллиматор с электронным управлением; на фиг.3 временная диаграмма работы измерителя контраста; на фиг.4 временная диаграмма работы устройства в режимах измерения. Figure 1 shows the inventive device as a whole; figure 2 collimator with electronic control; figure 3 is a timing diagram of the operation of the contrast meter; figure 4 is a timing diagram of the operation of the device in measurement modes.
Устройство содержит проекционную систему, включающую в себя центральный 1 и полевой 2 коллиматоры с электронным управлением, контролируемый объектив 3, вращающийся столик 4, зеркало 5, микрообъектив 6, ПЗС-камеру 7 с фоточувствительной поверхностью 8, которая расположена в плоскости изображения, столик 9 вертикального перемещения, редукторы 10 и 11, шаговый электродвигатель 12, элемент И 13, генератор 14 частоты шагов, реверсивный электродвигатель 15, ключи 16 и 17, источник питания двигателей 18, селектор синхроимпульсов 19, аналоговые коммутаторы 20 и 24, фильтр средних частот 21, фильтр нижних частот 25, двухполупериодный выпрямитель 22, интеграторы 23 и 26, аналого-цифровой преобразователь 27, счетчик такта измерений 28, ПЗУ 29, элемент И 30, счетчик цикла 31, одновибратор 32, триггеры 33 и 34, сумматор 35, регистр 36, буферный регистр 37, преобразователь 38 двоичного кода в двоично-десятичный, преобразователь 39 двоично-десятичного кода в семисегментный, блок 40 цифровой индикации, индикатор 41 режима измерения, вход 42 управления перемещением вверх, вход 43 управления перемещением вниз, вход 44 управления режимов измерения. The device contains a projection system, including a central 1 and field 2 collimators with electronic control, a controlled lens 3, a rotating table 4, a mirror 5, a micro lens 6, a CCD camera 7 with a photosensitive surface 8, which is located in the image plane, table 9 vertical movements, gearboxes 10 and 11, a stepping motor 12, an element 13, a step frequency generator 14, a reversible electric motor 15, keys 16 and 17, a motor power supply 18, a clock selector 19, analog switches 20 and 24 , a medium-pass filter 21, a low-pass filter 25, a half-wave rectifier 22, integrators 23 and 26, an analog-to-digital converter 27, a measurement cycle counter 28, ROM 29, an I 30 element, a cycle counter 31, a one-shot 32, triggers 33 and 34, adder 35, register 36, buffer register 37, binary to decimal converter 38, binary to decimal converter 39, digital display unit 40, measurement mode indicator 41, upward movement control input 42, downward movement control input 43, mode control input 44 measurement.
Коллиматор с электронным управлением обеспечивает проецирование штриховых оптических мир на входной зрачок контролируемого объектива. Он включает в себя светоизлучающий диод 45, конденсатор 46, оптическую миру 47, объектив 48 и защитное стекло 49 (фиг.2). Электронное управление коллиматором обеспечивается за счет того, что в качестве осветителя оптической миры в нем используется полупроводниковый светодиод 45, например, типа АЛ 107. Таким образом, подачей на вход коллиматора логического управляющего сигнала обеспечивается практически безынерционное его переключение. An electronically controlled collimator provides the projection of a dashed optical world onto the entrance pupil of a controlled lens. It includes a light emitting diode 45, a
Элементы 1, 2, 3, 5, 6, 8 образуют системы формирования оптического изображения (оптический блок). Параллельный пучок лучей, выходящий из центрального коллиматора 1, попадает во входной зрачок контролируемого объектива 3, который строит изображение оптической миры в центре поля изображения своей фокальной плоскости, совмещенной с предметной плоскостью микрообъектива 6. Параллельный пучок лучей, выходящий из полевого коллиматора 2, попадает под углом во входной зрачок контролируемого объектива 3, который строит изображение оптической миры на краю поля изображения. Однако в результате отражения световых лучей от зеркала 5 изображение переносится в центр поля. Таким образом, использование зеркала 5 позволяет изображения, формируемые как центральным, так и полевым коллиматорами считывать, одной ПЗС-камерой 7.
Пространственная частота оптических мир центрального и полевого коллиматоров выбирается близкой к предельной частоте пропускания объектива в центре и по полю соответственно. The spatial frequency of the optical worlds of the central and field collimators is chosen close to the limiting frequency of transmission of the lens in the center and in the field, respectively.
Микрообъектив 6 обеспечивает оптическое увеличение изображения, формируемого контролируемым объективом. The micro-lens 6 provides optical magnification of the image formed by the controlled lens.
Элементы 9, 15, 16, 17, 18 образуют электромеханическую систему вертикального перемещения объектива, с помощью которой обеспечивается поиск плоскости наилучшей установки (ПНУ) по критерию максимального значения коэффициента передачи модуляции в центре поля.
Вал электродвигателя 15 через механический редуктор 10 соединен со столиком 9, перемещение вверх или вниз которого определяется направлением вращения вала электродвигателя 15. The shaft of the electric motor 15 through a mechanical gear 10 is connected to the table 9, the up or down movement of which is determined by the direction of rotation of the shaft of the electric motor 15.
Ключи 16 и 17 обеспечивают подачу на обмотки электродвигателя 15 нулевого потенциала, либо направления питания от источника 18, входы управления 42 и 43 определяют состояние ключей 16 и 17 соответственно, при этом уровень логической "1" на входе управления вызывает появление нуля на выходе ключа, и, наоборот, уровень логического "0" на входе управления напряжение питания на выходе ключа. The keys 16 and 17 provide the supply to the windings of the electric motor 15 of zero potential, or the direction of power from the source 18, the control inputs 42 and 43 determine the state of the keys 16 and 17, respectively, while the logic level “1” at the control input causes the appearance of zero at the output of the key, and vice versa, the logic level is “0” at the control input, the supply voltage at the key output.
Таким образом, если на входы управления 42 или 43 подана логическая "1", в обмотке электродвигателя 15 протекает ток одного или другого направления. Thus, if a logic “1” is applied to the control inputs 42 or 43, a current of one or the other direction flows in the winding of the electric motor 15.
Следовательно, состояния входов 42 и 43 определяют направление вертикального перемещения столика 9 или его неподвижное положение. Therefore, the states of the inputs 42 and 43 determine the direction of vertical movement of the table 9 or its stationary position.
Элементы 4, 11, 12, 13 и 14 образуют электромеханическую систему вращения контролируемого объектива. Elements 4, 11, 12, 13 and 14 form an electromechanical rotation system of a controlled lens.
Шаговый двигатель 12 через механический редуктор 11 соединен с вращающимся столиком 4. The stepper motor 12 through a mechanical gear 11 is connected to a rotating table 4.
Генератор 4 формируют частоту импульсов пошагового вращения вала двигателя 12, которые стробируются на элементе И 13 сигналом управления вращением. The generator 4 form the frequency of the pulses of the stepwise rotation of the shaft of the engine 12, which are gated on the element And 13 by the rotation control signal.
Таким образом, длительность сигнала управления, проходящего на вход стробирования элемента И 13, определяет число шагов, на которое повернулся вал двигателя 12. Thus, the duration of the control signal passing to the gate input of the element And 13 determines the number of steps by which the shaft of the engine 12 has turned.
Селектор 19 синхроимпульсов обеспечивает выделение из полного видеосигнала кадровых синхронизирующих и смеси гасящих импульсов. The clock selector 19 provides the selection from the full video signal frame synchronizing and a mixture of quenching pulses.
Элементы 20-27 образуют измеритель контраста, работа которого иллюстрируется временными диаграммами на фиг.3. Видеосигнал с выхода ТВ камеры поступает на два измерительных канала. Elements 20-27 form a contrast meter, the operation of which is illustrated by time charts in figure 3. The video signal from the output of the TV camera enters two measuring channels.
Первый измерительный канал включает в себя аналоговый коммутатор 20, фильтр средних частот 21, двухполупериодный выпрямитель 22 и интегратор 23. The first measuring channel includes an analog switch 20, a medium-pass filter 21, a half-wave rectifier 22, and an integrator 23.
Коммутатор 18 по сигналам смеси гасящих импульсов (фиг.3, b) производит пространственное стробирование сигнала изображения, выбирая из полного видеосигнала только полезный сигнал. The switch 18 according to the signals of the mixture of quenching pulses (Fig. 3, b) performs spatial gating of the image signal, selecting only the useful signal from the full video signal.
Фильтр средних частот 21 имеет частотную характеристику, которая обеспечивает прохождение на вход только переменной составляющей видеосигнала, соответствующей пространственной частоте штриховой миры (фиг.4, c), а также подавление низкочастотных помех, обусловленных, в частности, неравномерностью освещенности в поле изображения объектива. The medium-pass filter 21 has a frequency response that ensures that only the variable component of the video signal passes through the input corresponding to the spatial frequency of the dashed line world (FIG. 4, c), as well as the suppression of low-frequency noise due, in particular, to uneven illumination in the image field of the lens.
Двухполупериодный выпрямитель 22 переводит отрицательные полуволны сигнала в положительную область напряжений (фиг.4, d). A half-wave rectifier 22 translates the negative half-wave signal into the positive voltage region (Fig.4, d).
Выпрямленный сигнал интегрируется интегратором 23 (фиг.4, e), на выходе которого по окончании кадра формируется напряжение V1, пропорциональное мощности переменной составляющей видеосигнала.The rectified signal is integrated by an integrator 23 (Fig. 4, e), at the output of which a voltage V 1 is formed at the end of the frame, which is proportional to the power of the variable component of the video signal.
Второй измерительный канал включает в себя аналоговый коммутатор 24, фильтр нижних частот 25 и интегратор 26. Простробированный на коммутаторе 24 сигнал поступает на ФНЧ 25, который пропускает на выход низкочастотную составляющую сигнала (фиг.4, f). В результате интегрирования на выходе интегратора 26 к концу кадра измерений формируется напряжение V2, пропорциональное постоянной составляющей сигнала изображения (фиг.4g). Напряжение V1 поступает на вход АЦП 27, а напряжение V2 используется в качестве опорного напряжения АЦП.The second measuring channel includes an analog switch 24, a low-pass filter 25 and an integrator 26. The signal sampled on the switch 24 is fed to the low-pass filter 25, which passes the low-frequency component of the signal to the output (Fig. 4, f). As a result of integration at the output of the integrator 26, a voltage V 2 is generated at the end of the measurement frame, which is proportional to the constant component of the image signal (FIG. The voltage V 1 is supplied to the input of the ADC 27, and the voltage V 2 is used as the reference voltage of the ADC.
Таким образом, на выходе последнего формируется цифровой результат деления V1 на V2. Учитывая, что V1 пропорционально мощности переменной составляющей сигнала изображения, а V2 его постоянной составляющую контрасту наблюдаемого изображения штриховой миры.Thus, at the output of the latter, a digital result of dividing V 1 by V 2 is formed . Given that V 1 is proportional to the power of the variable component of the image signal, and V 2 its constant component to the contrast of the observed image of the dashed worlds.
Счетчик кадров 28 определяет в каждый момент времени код адреса ППЗУ 29, которое формирует временную последовательность управления и задает длительность такта измерений и период обновления информации. The frame counter 28 determines at each moment of time the address code of the EEPROM 29, which forms a temporary control sequence and sets the duration of the measurement cycle and the update period of the information.
Элементы 30-34 обеспечивают формирование сигналов, управляющих работой устройства в режиме измерения. Elements 30-34 provide the formation of signals that control the operation of the device in measurement mode.
Сумматор 35 и регистр 36 образуют накапливающий сумматор, обеспечивающий сложение результатов измерений контраста за такт измерения. The adder 35 and the register 36 form an accumulating adder, providing the addition of the results of contrast measurements per measurement step.
Буферный регистр 37 обеспечивает запоминание информации для последующего отображения в блоке индикации 40. The buffer register 37 provides storage of information for subsequent display in the display unit 40.
Блок 38 обеспечивает преобразование двоичного кода результата измерения в двоично-десятичный. Block 38 provides the conversion of the binary code of the measurement result in binary decimal.
Блок 39 обеспечивает преобразование двоично-десятичного кода в семисегментный. Block 39 provides the conversion of the binary decimal code in seven-segment.
Блок индикации 40 обеспечивает отображение измерительной информации. The display unit 40 provides a display of measurement information.
Шаговый двигатель 11 может быть использован типа ДШ 35 0015 75 066А. The stepper motor 11 can be used type DSh 35 0015 75 066A.
Электродвигатель 15 может быть, например, типа ДП 20. The electric motor 15 may be, for example, type DP 20.
Генератор 14 может быть реализован на микросхеме 155Аг5. The generator 14 can be implemented on the 155Ag5 chip.
Элементы И 13 и 30 типа 155 ЛИ3. Elements I 13 and 30 of type 155 LI3.
Селектор синхроимпульсов микросхема 174 ХА 11. Clock selector chip 174 XA 11.
Коммутаторы 20, 24 могут быть реализованы на интегральных микросхемах 590 КН 5. The switches 20, 24 can be implemented on integrated circuits 590 KN 5.
Фильтры 21 и 25 на базе ОУ 1407УД1 с соответствующими RC элементами в цепи обратной связи. Filters 21 and 25 based on OU 1407UD1 with corresponding RC elements in the feedback circuit.
Двухполупериодный выпрямитель 22 может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 4.1а в книге В.С.Гутикова, "Интегральная электроника в измерительных устройствах" Л. Энергоатомиздат, 1988 с.118. The half-wave rectifier 22 can be made according to the circuit shown in FIG. 4.1a in the book of V. S. Gutikov, "Integrated electronics in measuring devices" L. Energoatomizdat, 1988 p.118.
Интеграторы 23 и 26 реализуются на базе ОУ 1407УД1. АЦП 27 ИС 1107ПВ2. Integrators 23 and 26 are implemented on the basis of OU 1407UD1. ADC 27 IS 1107PV2.
Триггеры 33 и 34 микросхемы 155ТМ2. Triggers 33 and 34 of the 155TM2 chip.
Счетчики 28 и 31 микросхемы 155 ИЕ5. Counters 28 and 31 of the chip 155 IE5.
ППЗУ 29 микросхема 556 РТ4. EPROM 29 chip 556 RT4.
Одновибратор 32 может быть реализован на микросхеме 1006ВИ1. Single vibrator 32 can be implemented on a chip 1006VI1.
Регистры 36 и 37 микросхемы типа 155ИР1. Registers 36 and 37 of the chip type 155IR1.
Ключи 17 и 18 могут быть реализованы на базе каскада ОЭ на транзисторе типа КТ817. The keys 17 and 18 can be implemented on the basis of the cascade of OE transistor type KT817.
Сумматор 35 может быть выполнен на основе ИС 155ИМ3. The adder 35 may be made on the basis of the IS 155IM3.
Преобразователи 38 и 39 реализуются на микросхемах 556РТ4. Converters 38 and 39 are implemented on 556PT4 microcircuits.
Блок индикации 40 выполняется на основе семисегментных индикаторов типа АЛС324. Indication unit 40 is based on seven-segment indicators of the ALS324 type.
Индикатор 41 светодиод типа АЛ102. Indicator 41 LED type AL102.
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры 33 и 34 находятся в нулевом состоянии, вследствие чего индикатор режима измерения 41 не светится, полевой коллиматор 2 выключен, а центральный коллиматор 1 включен. The device operates as follows. In the initial state, the triggers 33 and 34 are in the zero state, as a result of which the measurement mode indicator 41 does not light, the field collimator 2 is turned off, and the
Таким образом, на ПЗС-матрицу проецируется увеличенное микрообъективом 6 изображение оптической штриховой миры центрального коллиматора. По окончании каждого телевизионного кадра на выходе АЦП 27 формируется в цифровом виде результат измерения контраста этого изобретения, который за время такта измерения усредняется в сумматоре 35. Это происходит следующим образом. По окончании каждого кадра (по кадровому синхроимпульсу) цифровой код на выходе сумматора 35 записывается в регистр 36. Сброс этого регистра осуществляется только по окончании такта измерения (фиг.4, b). Thus, the image of the optical dashed worlds of the central collimator is projected onto the CCD matrix. At the end of each television frame at the output of the ADC 27 is formed in digital form, the result of measuring the contrast of this invention, which during the measurement cycle is averaged in the adder 35. This is as follows. At the end of each frame (frame sync), the digital code at the output of the adder 35 is recorded in the register 36. This register is reset only at the end of the measurement cycle (Fig. 4, b).
Таким образом, на сумматоре 35 постоянно складываются два числа текущий результат измерения и результат, который аккумулируется в регистре 36. По окончании такта измерения (фиг.4, d) результат суммирования записывается в буферный регистр 37, при этом младшие разряды двоичного числа отбрасываются, чем обеспечивается усреднение результата. Пройдя через соответствующие преобразования в блоках 38 и 39, результат измерения отображается в блоке индикации 40 и обновляется только по окончании следующего такта измерений. Длительность такта измерения выбирается равной нескольким кадрам (порядка 16) с тем, чтобы уменьшить случайную погрешность измерения. Период тактов измерений определяется способностью оператора воспринимать ряд последовательно предъявляемых чисел и составляет порядка 2 с. Thus, on the adder 35 two numbers are constantly added up, the current measurement result and the result, which is accumulated in the register 36. At the end of the measurement cycle (Fig. 4, d), the summation result is recorded in the buffer register 37, while the least significant bits of the binary number are discarded, than the result is averaged. Having passed through the corresponding transformations in blocks 38 and 39, the measurement result is displayed in display unit 40 and is updated only at the end of the next measurement cycle. The duration of the measurement cycle is selected to be equal to several frames (about 16) in order to reduce the random measurement error. The measurement clock period is determined by the ability of the operator to perceive a number of consecutively presented numbers and is about 2 s.
Таким образом, в темпе обновления информации, задаваемом ППЗУ 29, устройство постоянно измеряет контраст изображения, проецируемого на входной зрачок объектива центральным коллиматором. Активизируя входы управления 42 и 43, оператор производит поиск плоскости наилучшей установки по максимуму контраста изображения, формируемого контролируемым объективом. Максимально достижимое число, индицируемое блоком индикации 40, отражает разрешающую способность объектива в центре поля изображения. Подачей сигнала управления на вход 44 оператор переводит триггер 33 в состояние логической "1" (фиг.4, e). Первым же после этого импульсом такта измерений триггер 34 переводится в состояние логической "1". В результате этого индикатор режима измерения 41 начинает светиться, центральный коллиматор 1 выключается, а полевой коллиматор 2 включается. Thus, at the update rate specified by the EEPROM 29, the device constantly measures the contrast of the image projected onto the input pupil of the lens by the central collimator. By activating the control inputs 42 and 43, the operator searches for the plane of the best setting for the maximum contrast of the image formed by the controlled lens. The maximum achievable number indicated by the display unit 40 reflects the resolution of the lens in the center of the image field. By supplying a control signal to input 44, the operator puts the trigger 33 in the logical state "1" (Fig.4, e). The first after this pulse of the measurement cycle, the trigger 34 is transferred to the logical state "1". As a result, the measurement mode indicator 41 lights up, the
Таким образом, на ПЗС-матрицу проецируется изображение, сформированное контролируемым объективом в наклонном пучке. Thus, an image formed by a controlled lens in an oblique beam is projected onto a CCD matrix.
Сигналом логической "1" с выхода триггера 34 элемент И 30 открывается и пропускает на выход сигнал управления поворотом со второго выхода ППЗУ 29 (фиг. 4, c). В свою очередь этот сигнал открывает элемент И 13, и импульсы частоты шагов с выхода генератора 14 подаются на шаговый двигатель 12 (фиг. 4, f), в результате чего контролируемый объектив поворачивается на угол 90o. Во время такта измерения вращение объектива прекращается. По окончании такта измерения результат записывается в буферный регистр 37 (фиг.4, d). Одновременно с этим открывается элемент И 13 и выполняется следующий поворот объектива на 90o.The signal "1" from the output of the trigger 34 element And 30 opens and passes to the output of the rotation control signal from the second output of the EPROM 29 (Fig. 4, c). In turn, this signal opens the element And 13, and the pulses of the frequency of steps from the output of the generator 14 are supplied to the stepper motor 12 (Fig. 4, f), resulting in a controlled lens rotates through an angle of 90 o . During the measurement cycle, the rotation of the lens stops. At the end of the measurement cycle, the result is recorded in the buffer register 37 (Fig.4, d). At the same time, the And 13 element opens and the next rotation of the lens by 90 o is performed.
Работа устройства в этом режиме циклически повторяется, пока счетчик цикла не досчитал до четырех, что обеспечивает поворот объектива на 360o. После этого срабатывает одновибратор 32 (фиг.4, g), выходной сигнал которого сбрасывает в исходное нулевое состояние триггеры 33 и 34 и счетчик 31.The operation of the device in this mode is cyclically repeated until the cycle counter has counted to four, which ensures the rotation of the lens 360 o . After that, the single-shot 32 is triggered (Fig. 4, g), the output signal of which resets the triggers 33 and 34 and the counter 31 to the initial zero state.
Таким образом, в течение цикла измерения на блоке индикации последовательно высвечиваются результаты измерений контраста изображения в четырех точках поля. Thus, during the measurement cycle, the display unit sequentially displays the results of measurements of the image contrast at four points in the field.
Степень отклонения результатов измерения в четырех точках поля друг от друга является мерой качества центрировки оптического блока объектива. The degree of deviation of the measurement results at four points of the field from each other is a measure of the quality of centering of the optical unit of the lens.
Центральный коллиматор, как видно из фиг.4, f, оказывается включенным всегда, за исключением режима измерения по полю. The central collimator, as can be seen from figure 4, f, is always turned on, except for the field measurement mode.
Таким образом, в устройстве обеспечивает оперативный контроль разрешающий способности объектива в центре и по полю. На основании отображаемой информации возможно не только производить разбраковку годных изделий, но и производить юстировку оптических компонент объектива с целью выравнивания разрешающей способности по углам, уменьшая при этом потери от брака. Thus, the device provides operational control of the resolution of the lens in the center and across the field. Based on the displayed information, it is possible not only to sort out suitable products, but also to align the optical components of the lens in order to equalize the resolution in the corners, while reducing loss from marriage.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95106440A RU2078360C1 (en) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Method of quality inspection of objective and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95106440A RU2078360C1 (en) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Method of quality inspection of objective and device for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95106440A RU95106440A (en) | 1996-12-10 |
| RU2078360C1 true RU2078360C1 (en) | 1997-04-27 |
Family
ID=20167113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95106440A RU2078360C1 (en) | 1995-04-25 | 1995-04-25 | Method of quality inspection of objective and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2078360C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172973C1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Facility testing precision of registration of mark with focal plane of objective lens |
| RU2515064C1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Lens control and adjustment device |
-
1995
- 1995-04-25 RU RU95106440A patent/RU2078360C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Контрольно-юстировочный прибор для проверки разрешающей способности объективов "Гелиос 44". Паспорт, ЮТ-45.00000.П. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172973C1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Facility testing precision of registration of mark with focal plane of objective lens |
| RU2515064C1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Lens control and adjustment device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95106440A (en) | 1996-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4218119A (en) | System for controlling the exposure in a camera | |
| CA2435935A1 (en) | Optical 3d digitizer with enlarged non-ambiguity zone | |
| US5128550A (en) | Method of and an apparatus for testing large area panes for optical quality | |
| US4104650A (en) | Sharp focus detecting system | |
| CN107302667A (en) | Camera-interchangeable dynamic spectral imaging system and method for applying same to high dynamic imaging | |
| CN109632264B (en) | Device and method for detecting environmental test stability of camera device | |
| JPS6454B2 (en) | ||
| KR0184039B1 (en) | Image quality inspection system and image synthesis method | |
| US4886347A (en) | Range-finding binocular | |
| US5703686A (en) | Device for colorimetric measurement of a display screen | |
| RU2078360C1 (en) | Method of quality inspection of objective and device for its implementation | |
| JP2718510B2 (en) | Inspection method of colored periodic pattern | |
| US4300826A (en) | Focus indicating device for camera | |
| US3970842A (en) | Automatic focus control device | |
| EP0388559A2 (en) | Method and apparatus for measuring incident light angle relative to a reference | |
| US3947130A (en) | Metrological tv microscope | |
| DE4210075A1 (en) | Three=dimensional optical monitoring of geometry of mirrored objects - illuminating scene using light sources of known geometry, acquiring reflected light source images and comparing with reference images | |
| JPS63271166A (en) | Object movement measuring instrument | |
| US4265520A (en) | Focus detecting device in single lens reflex camera | |
| Østensen et al. | Results from Tromso CCD photometry project | |
| JPS58103624A (en) | Optical measuring device | |
| US3363505A (en) | Luminance measuring apparatus | |
| Chrzanowski | A COMPUTERIZED STATION FOR TESTING NIGHT VISION DEVICES | |
| JPS5967440A (en) | Inspector for optical system | |
| DE4205350A1 (en) | Camera with viewing point measuring arrangement - has control unit automatically setting focus to field of view of photographer by means of viewing axis measuring assembly in automatic mode but blocks measuring function of latter in manual mode |