RU2282170C2 - Device for test of lenses - Google Patents

Device for test of lenses Download PDF

Info

Publication number
RU2282170C2
RU2282170C2 RU2004127715/28A RU2004127715A RU2282170C2 RU 2282170 C2 RU2282170 C2 RU 2282170C2 RU 2004127715/28 A RU2004127715/28 A RU 2004127715/28A RU 2004127715 A RU2004127715 A RU 2004127715A RU 2282170 C2 RU2282170 C2 RU 2282170C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
world
optical axis
matrix
camera
Prior art date
Application number
RU2004127715/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004127715A (en
Inventor
Олег Григорьевич Негодаев (RU)
Олег Григорьевич Негодаев
Вера Васильевна Шелепова (RU)
Вера Васильевна Шелепова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" (ФГУП "ПО "УОМЗ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" (ФГУП "ПО "УОМЗ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" (ФГУП "ПО "УОМЗ")
Priority to RU2004127715/28A priority Critical patent/RU2282170C2/en
Publication of RU2004127715A publication Critical patent/RU2004127715A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2282170C2 publication Critical patent/RU2282170C2/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Blocking Light For Cameras (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

FIELD: test engineering.
SUBSTANCE: device comprises light source, ruling target with spatial frequency Ni, collimator lens, and means for processing and receiving information from the photosensitive area of the matrix element of the TV camera, which are arranged along a single optical axis. The ruling target is provided with the mechanism for moving perpendicular to the optical axis and is positioned in the focal plane of the lens to be tested. The photosensitive area of the TV camera matrix is mounted in the focal plane of the collimator lens whose focus distance should be fc ≥ 6pNifl, where fc is the focus distance of the collimator lens, mm, fl is the focus distance of the lens to be tested, mm, p is the size of the pixel of the photosensitive matrix, mm (p ≈ 0.006 mm), and Ni is the spatial frequency, r/mm.
EFFECT: simplified design and enhanced precision.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для технологического и аттестационного контроля качества объективов оптических приборов.The invention relates to optical instrumentation and can be used for technological and certification quality control of the lenses of optical devices.

Известно устройство для измерения функции передачи модуляции (ФПМ) крупногабаритных объективов, содержащее щелевую диафрагму, установленную в фокальной плоскости объектива коллиматора, которая подсвечивается лампой накаливания через конденсорные линзы и светофильтры, причем щелевая диафрагма оптически сопряжена с фокальной плоскостью испытываемого объектива, проекционный объектив и ПЗС линейку. Проекционный объектив переносит изображение щелевой диафрагмы в плоскость ПЗС линейки (В.И.Бузанов. КП ЦКБ "Арсенал" - ведущий разработчик оптических и оптико-электронных приборов и систем в Украине. Сб. МАК "Контенант" - 2002, октябрь, с.6-10).A device is known for measuring the modulation transfer function (FPM) of large-sized lenses, comprising a slit aperture mounted in the focal plane of the collimator lens, which is illuminated by an incandescent lamp through condenser lenses and light filters, and the slit aperture is optically coupled to the focal plane of the test lens, a projection lens, and a CCD . The projection lens transfers the image of the slit diaphragm to the plane of the CCD line (V.I. Buzanov. KP TsKB Arsenal - a leading developer of optical and optoelectronic devices and systems in Ukraine. Sat IAC "Kontenant" - 2002, October, p.6 -10).

Недостатком известного устройства является наличие проекционного объектива, который как дополнительный оптический компонент вносит погрешность при измерении частотно-контрастных характеристик объектива, а изображение щелевой диафрагмы в плоскости ПЗС линейки вызывает необходимость сложной математической обработки полученных результатов.A disadvantage of the known device is the presence of a projection lens, which, as an additional optical component, introduces an error when measuring the frequency-contrast characteristics of the lens, and the image of the slit diaphragm in the plane of the CCD of the line necessitates complex mathematical processing of the results.

Известно устройство для осуществления контроля качества объектива (Россия, изобретение, патент №2078360, МПК6 G 02 B 23/00, G 01 M 11/00, опубликован 27.04.1997 г.), выбранное за наиболее близкий аналог заявляемого изобретения, состоящее из центрального и полевого коллиматоров, проекционного объектива и средства для обработки и получения информации с фоточувствительной площадкой ПЗС матрицы ТВ-камеры. Каждый коллиматор включает расположенные на одной оптической оси светодиоды, конденсор, набор штриховых мир, например мир Фуко, объектив и защитное стекло. Причем штриховая мира устанавливается в фокальной плоскости объектива соответствующего коллиматора. Наличие двух коллиматоров позволяет определить качество объектива в центре (с помощью центрального коллиматора) и на краю поля зрения (с помощью полевого коллиматора), при этом изображения штриховых мир (центрального и полевого коллиматоров), полученные в плоскости фоточувствительной площадки ПЗС матрицы, не требуют сложной математической обработки полученных результатов.A device for monitoring the quality of the lens (Russia, patent # 2078360, IPC 6 G 02 B 23/00, G 01 M 11/00, published 04/27/1997), selected for the closest analogue of the claimed invention, consisting of central and field collimators, a projection lens and means for processing and obtaining information with a photosensitive area of the CCD matrix of the TV camera. Each collimator includes LEDs located on the same optical axis, a capacitor, a set of dashed worlds, such as the Foucault world, a lens and a protective glass. Moreover, the dashed world is set in the focal plane of the lens of the corresponding collimator. The presence of two collimators allows you to determine the quality of the lens in the center (using the central collimator) and on the edge of the field of view (using the field collimator), while the images of the dashed world (central and field collimators) obtained in the plane of the photosensitive area of the CCD matrix do not require complex mathematical processing of the results.

К недостаткам близкого аналога следует отнести наличие проекционного объектива, вносящего погрешность при измерении частотно-контрастных характеристик объектива, и громоздкость устройства ввиду наличия двух коллиматоров.The disadvantages of a close analogue include the presence of a projection lens, introducing an error when measuring the frequency-contrast characteristics of the lens, and the bulkiness of the device due to the presence of two collimators.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является упрощение конструкции и повышение точности контроля качества объективов с разными фокусными расстояниями.The technical problem, which is aimed by the invention, is to simplify the design and improve the accuracy of quality control of lenses with different focal lengths.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что на одной оптической оси последовательно расположены источник света, штриховая мира с пространственной частотой Ni, например мира Фуко, объектив коллиматора, средство для обработки и получения информации с фоточувствительной площадкой ПЗС матрицы ТВ-камеры.The solution of the technical problem is achieved by the fact that a light source, a dashed world with a spatial frequency N i , such as the Foucault world, a collimator lens, a means for processing and obtaining information with a photosensitive area of the CCD matrix of a TV camera are sequentially located on one optical axis.

Новизна состоит в том, что штриховая мира снабжена механизмом перемещения перпендикулярно оптической оси и расположена в фокальной плоскости контролируемого объектива, а фоточувствительная площадка ПЗС матрицы ТВ-камеры расположена в фокальной плоскости объектива коллиматора, фокусное расстояние которого выбирают из условия:The novelty is that the dashed line of the world is equipped with a mechanism for moving perpendicular to the optical axis and is located in the focal plane of the controlled lens, and the photosensitive area of the CCD of the TV camera’s matrix is located in the focal plane of the collimator lens, the focal length of which is chosen from the condition:

Figure 00000002
Figure 00000002

где fк - фокусное расстояние объектива коллиматора, мм;where f to - the focal length of the collimator lens, mm;

fоб - фокусное расстояние контролируемого объектива, мм;f about - the focal length of the controlled lens, mm;

р - размер пикселя ПЗС матрицы, мм (р~0,006 мм);p is the pixel size of the CCD matrix, mm (p ~ 0.006 mm);

Ni - пространственная частота, л/мм.N i - spatial frequency, l / mm.

Кроме того, средство для обработки и получения информации выполнено в виде последовательно соединенных ТВ-камеры с ПЗС матрицей, ТВ-индикатора и осциллографа, при этом между источником света и штриховой мирой расположено молочное стекло, обеспечивающее равномерную засветку штриховой миры, а между молочным стеклом и штриховой мирой может быть введен сменный светофильтр, позволяющий выделить определенный спектральный диапазон, в котором производятся измерения качества объективов с разными фокусными расстояниями.In addition, the tool for processing and obtaining information is made in the form of series-connected TV cameras with a CCD matrix, a TV indicator and an oscilloscope, while there is milk glass between the light source and the dash world that provides uniform illumination of the dash world, and between the milk glass and the interchangeable filter can be introduced by the dashed world, which makes it possible to distinguish a certain spectral range in which the quality of lenses with different focal lengths is measured.

Штриховая мира с заданной пространственной частотой Ni позволяет измерять коэффициент передачи контраста любых объективов на пространственной частоте Ni.The dashed line of the world with a given spatial frequency N i allows you to measure the contrast transfer coefficient of any lens at a spatial frequency N i .

Механизм перемещения штриховой миры перпендикулярно оптической оси позволяет проводить измерения на любом угле поля зрения объективов и исключает необходимость наличия дополнительного (полевого) коллиматора.The mechanism of moving the dashed worlds perpendicular to the optical axis allows measurements to be made at any angle of the field of view of the lenses and eliminates the need for an additional (field) collimator.

Расположение штриховой миры в фокальной плоскости контролируемого объектива, а фоточувствительной площадки ПЗС матрицы ТВ-камеры в фокальной плоскости объектива коллиматора позволяет получить изображение штриховой миры в плоскости фоточувствительной площадки ПЗС матрицы ТВ-камеры, что дает возможность исключить такой оптический компонент, как проекционный объектив, и, таким образом, уменьшить ошибку измерений. Кроме того, в отличие от прототипа, где при проверке качества объективов с различными фокусными расстояниями на одинаковых пространственных частотах необходимо устанавливать разные расчетные штриховые миры, проверка качества объективов с различными фокусными расстояниями на одинаковых пространственных частотах в заявляемом изобретении производится с использованием одной и той же штриховой миры.The location of the dashed worlds in the focal plane of the monitored lens and the photosensitive area of the CCD matrix of the TV camera in the focal plane of the lens of the collimator allows you to get the image of the dashed worlds in the plane of the photosensitive area of the CCD matrix of the TV camera, which makes it possible to exclude such an optical component as a projection lens, and thus reduce the measurement error. In addition, unlike the prototype, where when checking the quality of lenses with different focal lengths at the same spatial frequencies, it is necessary to establish different design dashed worlds, the quality check of lenses with different focal distances at the same spatial frequencies in the claimed invention is made using the same dashed line worlds.

Значение фокусного расстояния объектива коллиматора, выбранное по формуле (1), позволяет проводить измерения качества объективов с заданной точностью.The value of the focal length of the collimator lens, selected by the formula (1), allows to measure the quality of the lenses with a given accuracy.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом схемного решения устройства.The essence of the invention is illustrated by a drawing of a circuit diagram of the device.

Устройство для контроля качества объективов состоит из последовательно расположенных на оптической оси лампы 1, которая через молочное стекло 2 освещает штриховую миру Фуко 3. Для выделения определенного спектрального диапазона между молочным стеклом 2 и штриховой мирой Фуко 3 установлен светофильтр 4. Штриховая мира Фуко 3 установлена в фокальной плоскости контролируемого объектива 5 и снабжена механизмом для перемещения перпендикулярно оптической оси (на чертеже не показано). За контролируемым объективом 5 расположен объектив коллиматора 6 и средство для обработки и получения информации. Средство для обработки и получения информации включает ТВ-камеру 7 с ПЗС матрицей, телевизионный ТВ-индикатор 8 и осциллограф 9. При этом фоточувствительная площадка ПЗС матрицы ТВ-камеры 7 расположена в фокальной плоскости объектива коллиматора 6, выбранного согласно расчетной формуле (1) из стандартного комплекта оптической скамьи.The device for controlling the quality of the lenses consists of a lamp 1 sequentially located on the optical axis, which illuminates the Foucault 3 dashed line through milk glass 2. A light filter 4 is installed between milk glass 2 and Foucault 3 dashed line 4 to highlight a specific spectral range. the focal plane of the controlled lens 5 and is equipped with a mechanism for moving perpendicular to the optical axis (not shown in the drawing). Behind the controlled lens 5 is a collimator lens 6 and means for processing and receiving information. The means for processing and obtaining information includes a TV camera 7 with a CCD matrix, a television TV indicator 8 and an oscilloscope 9. In this case, the photosensitive area of the CCD matrix of the TV camera 7 is located in the focal plane of the lens of the collimator 6 selected according to the calculation formula (1) from standard optical bench kit.

Контроль качества объективов в центре поля зрения в заданном спектральном диапазоне проводят следующим образом.Quality control of the lenses in the center of the field of view in a given spectral range is carried out as follows.

Устанавливают оптическую ось контролируемого объектива 5 соосно оптической оси объектива коллиматора 6. Изображение штриховой миры Фуко 3 посредством контролируемого объектива 5 и объектива коллиматора 6 переносится в плоскость фоточувствительной площадки ПЗС матрицы ТВ-камеры. На экране ТВ-индикатора 8 наблюдают изображение миры Фуко 3 и перемещением вдоль оптической оси ТВ-камеры 7 добиваются резкого изображения штрихов миры Фуко 3 на ТВ-индикаторе 8. Подключают осциллограф 9, выделяют центральную строку ПЗС матрицы ТВ-камеры 7 и перемещением вдоль оптической оси ТВ-камеры 7 добиваются максимального сигнала по осциллографу 9. По осциллографу 9 снимают значение соответствующее максимальной (Uмак) и минимальной (Uмин), амплитудам сигнала и определяют контраст TN для пространственной частоты Ni по известной формуле:The optical axis of the monitored lens 5 is aligned with the optical axis of the collimator lens 6. The Foucault 3 world image is transferred to the plane of the photosensitive area of the CCD matrix of the TV camera by means of the monitored lens 5 and the collimator lens 6. On the screen of the TV indicator 8, an image of the Foucault 3 worlds is observed and moving along the optical axis of the TV camera 7, a sharp image of the Foucault 3 worlds on the TV indicator 8 is achieved. An oscilloscope 9 is connected, the central line of the CCD of the matrix of the TV camera 7 is selected, and moving along the optical axis TV camera 7 achieve maximum signal for the oscilloscope 9. oscilloscope 9 is removed corresponding to the maximum value (U poppy) and minimum (U min), and determining the signal amplitudes T N contrast to the spatial frequency N i using the known formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

Для определения коэффициента передачи контраста на следующей пространственной частоте Ni+1 в фокальную плоскость контролируемого объектива 5 устанавливают штриховую миру Фуко 3 с пространственной частотой Ni+1 и проводят определение коэффициента передачи контраста для этой частоты, как описано выше.To determine the contrast transfer coefficient at the next spatial frequency N i + 1, the Foucault 3 world with the spatial frequency N i + 1 is set into the focal plane of the controlled lens 5 and the contrast transfer coefficient is determined for this frequency, as described above.

Контроль качества объективов по краю поля зрения на углу β в заданном спектральном диапазоне проводят следующим образом.The quality control of the lenses along the edge of the field of view at an angle β in a given spectral range is carried out as follows.

Штриховую миру Фуко 3 с помощью механизма перемещения сдвигают перпендикулярно оптической оси на величину Δ мм, которую определяют по формуле:The dashed world of Foucault 3 using the movement mechanism is shifted perpendicular to the optical axis by a value of Δ mm, which is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

Затем контролируемый объектив 5 поворачивают на угол β так, чтобы изображение штриховой миры Фуко 3 было видно на индикаторе 8. Измерение контраста производят описанным выше способом. Наличие механизма перемещения штриховой миры позволяет проводить измерения на любом угле β поля зрения и исключает громоздкость устройства в отличие от прототипа.Then the controlled lens 5 is rotated through an angle β so that the image of the Foucault stroke world 3 is visible on the indicator 8. The contrast measurement is performed as described above. The presence of the mechanism of movement of the dashed worlds allows measurements at any angle β of the field of view and eliminates the bulkiness of the device in contrast to the prototype.

Изделие, в котором использована совокупность существенных признаков заявляемого изобретения, прошло в 2003 г. - 2004 г. на ФГУП "ПО "УОМЗ" промышленные испытания с хорошим техническим результатом.The product, which used the totality of the essential features of the claimed invention, passed in 2003 - 2004 at the Federal State Unitary Enterprise "Production Association" UOMZ "industrial tests with a good technical result.

Claims (4)

1. Устройство для контроля качества объективов, включающее расположенные на одной оптической оси источник света, штриховую миру с пространственной частотой Ni, например миру Фуко, объектив коллиматора, средство для обработки и получения информации с фоточувствительной площадкой ПЗС матрицы ТВ камеры, отличающееся тем, что штриховая мира снабжена механизмом перемещения перпендикулярно оптической оси и расположена в фокальной плоскости контролируемого объектива, а фоточувствительная площадка ПЗС матрицы ТВ камеры расположена в фокальной плоскости объектива коллиматора, фокусное расстояние которого выбирают из условия1. A device for controlling the quality of lenses, including a light source located on the same optical axis, a dashed world with a spatial frequency N i , for example, a Foucault world, a collimator lens, means for processing and receiving information with a photosensitive area of the CCD of a TV camera matrix, characterized in that the dashed line of the world is equipped with a mechanism for moving perpendicular to the optical axis and is located in the focal plane of the controlled lens, and the photosensitive area of the CCD matrix of the TV camera is located in the focal second collimator lens plane, the focal length of which is selected from the condition fк≥6·p·Ni·fоб,f to ≥6 · p · N i · f about , где fк - фокусное расстояние объектива коллиматора, мм;where f to - the focal length of the collimator lens, mm; fоб - фокусное расстояние контролируемого объектива, мм;f about - the focal length of the controlled lens, mm; р - размер пикселя ПЗС матрицы, мм (р~0,006 мм);p is the pixel size of the CCD matrix, mm (p ~ 0.006 mm); Ni - пространственная частота, л/мм.N i - spatial frequency, l / mm. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для обработки и получения информации выполнено в виде последовательно соединенных ТВ камеры с ПЗС матрицей, ТВ индикатора и осциллографа.2. The device according to claim 1, characterized in that the means for processing and obtaining information is made in the form of series-connected TV cameras with a CCD matrix, a TV indicator and an oscilloscope. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что между источником света и штриховой мирой расположено молочное стекло.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that between the light source and the dash world is milk glass. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что перед штриховой мирой расположен сменный светофильтр.4. The device according to claim 3, characterized in that a replaceable filter is located in front of the dash world.
RU2004127715/28A 2004-09-16 2004-09-16 Device for test of lenses RU2282170C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127715/28A RU2282170C2 (en) 2004-09-16 2004-09-16 Device for test of lenses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004127715/28A RU2282170C2 (en) 2004-09-16 2004-09-16 Device for test of lenses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004127715A RU2004127715A (en) 2006-02-20
RU2282170C2 true RU2282170C2 (en) 2006-08-20

Family

ID=36050806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004127715/28A RU2282170C2 (en) 2004-09-16 2004-09-16 Device for test of lenses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2282170C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004127715A (en) 2006-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108007677B (en) Laser projection speckle measurement system
US3565568A (en) Method and apparatus for ascertaining geometric deviations from an ideal surface by optical means
CN109387488A (en) Method and instrument for quickly measuring refractive index of optical glass
CN209283391U (en) The lens detecting device of distance element
RU2282170C2 (en) Device for test of lenses
JP2008026049A (en) Flange focal distance measuring instrument
KR101447857B1 (en) Particle inspectiing apparatus for lens module
TW202232074A (en) Messvorrichtung und verfahren zum vermessen einer modulationstransferfunktion eines afokalen optischen systems
RU2478185C1 (en) Apparatus for determining spatial orientation of objects
CN112525343A (en) Detection method and device for dispersive imaging spectrometer
JP4346442B2 (en) Method and apparatus for correcting the measurement volume size and / or shape of a chemical and / or biological sample
JP2521736B2 (en) Microscope adjustment inspection device
RU78586U1 (en) DEVICE FOR ADJUSTING AND CHECKING THE FUNCTIONING OF MULTI-CHANNEL OPTICAL SYSTEMS
RU2484438C1 (en) System for measuring characteristics of optoelectronic devices
TW202426879A (en) Device and method for determining an image quality of at least one image for a subject
KR102010136B1 (en) Imaging system for Obtaining multi-mode images
RU115478U1 (en) SYSTEM OF MEASUREMENT OF CHARACTERISTICS OF OPTOELECTRONIC DEVICES
CN209727759U (en) Rapid measuring instrument for refractive index of optical glass
RU177415U1 (en) LUMINESCENCE REGISTRATION DEVICE
JP4629835B2 (en) Abbe number measuring apparatus and Abbe number measuring method
SU913183A1 (en) Refraction index non-uniformity determination method
SU1350565A1 (en) Device for measuring characteristics of dispersive layer
SU148927A1 (en) A device for determining the crystallographic directivity of single crystals
RU2202814C1 (en) Cat's eye index meter for optoelectronic devices
RU2179789C2 (en) Laser centering mount for x-ray radiator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100917

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120127

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20120912

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160917

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191010

PD4A Correction of name of patent owner