RU2515064C1 - Lens control and adjustment device - Google Patents
Lens control and adjustment device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515064C1 RU2515064C1 RU2012151247/28A RU2012151247A RU2515064C1 RU 2515064 C1 RU2515064 C1 RU 2515064C1 RU 2012151247/28 A RU2012151247/28 A RU 2012151247/28A RU 2012151247 A RU2012151247 A RU 2012151247A RU 2515064 C1 RU2515064 C1 RU 2515064C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube
- grid
- lens
- axis
- image
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при сборке и юстировке микрообъективов.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used in the assembly and alignment of micro lenses.
Одним из основных функциональных устройств микроскопов являются микрообъективы, создающие изображение объекта наблюдения, установленного в плоскости предмета, в плоскости изображения, сопряженную с фокальной плоскостью окуляра, либо где установлена ПЗС-матрица (в случае цифровых микроскопов). Так как при изготовлении микрообъективов возникают различные технологические погрешности, то создаваемое изображение собранным микрообъективом может быть расфокусировано (занимать неправильное положение вдоль оптической оси системы) и сдвинуто в радиальном направлении в плоскости изображения. Известно устройство для устранения или уменьшения этих дефектов (в пределах соответствующих допусков) при сборке микрообъектива - специальный станок, на котором осуществляют подрезку опорной торцевой поверхности его корпуса (см. учебное пособие для ВУЗов: С.М.Латыев Конструирование точных (оптических) приборов. - СПб, Политехника, 2007, с.459-460; либо Ельников Н.Т., Дитев А.У, Урусов И.К. Сборка и юстировка оптико-механических приборов. - М., Машиностроение, 1974, с.141-142).One of the main functional devices of microscopes is microscopic lenses that create an image of an observation object installed in the plane of the object, in the image plane, conjugated with the focal plane of the eyepiece, or where the CCD matrix is installed (in the case of digital microscopes). Since various technological errors arise in the manufacture of micro lenses, the image created by the assembled micro lens can be defocused (occupy the wrong position along the optical axis of the system) and radially shifted in the image plane. A device is known for eliminating or reducing these defects (within the appropriate tolerances) when assembling a micro-lens - a special machine on which the supporting end surface of its body is trimmed (see the textbook for universities: S.M. Latyev Designing precise (optical) devices. - St. Petersburg, Polytechnic, 2007, p.459-460; or Elnikov N.T., Ditev A.U., Urusov I.K. Assembly and adjustment of optical-mechanical devices. - M., Mechanical Engineering, 1974, p.141- 142).
Станок содержит полый шпиндель с патроном для крепления микрообъектива, который может наклоняться относительно шпинделя, объект наблюдения в виде, например, сетки с перекрестьем, шкалу, установленную в плоскости изображения на номинальном расстоянии от сетки, наблюдательный микроскоп для наблюдения шкалы и резец, закрепленный в суппорте станка. Добившись резкого изображения сетки осевыми подвижками суппорта и расположения изображения в центре шкалы наклонами патрона, производят подрезку резцом опорного торца корпуса микрообъектива. При такой подрезке выдерживается высота микрообъектива (расстояние от опорной торцевой поверхности его корпуса до плоскости предмета), равная 45 мм по стандарту DIN или 33 мм по стандарту RMS, а также обеспечивается совмещение механической оси микрообъектива (создаваемой опорной торцевой поверхностью и базовым резьбовым цилиндром корпуса) с его оптической осью (создаваемой линзовыми компонентами (см. Технические условия на микрообъективы ТУ 3-3. 870-83).The machine contains a hollow spindle with a cartridge for attaching a micro lens, which can be tilted relative to the spindle, an object of observation in the form of, for example, a grid with a crosshair, a scale installed in the image plane at a nominal distance from the grid, an observation microscope for observing the scale and a cutter fixed in the caliper machine tool. Having achieved a sharp image of the grid with axial movements of the caliper and the location of the image in the center of the scale by the slopes of the cartridge, the cutter cuts the support end of the micro-lens housing. With this trimming, the height of the micro-lens is maintained (the distance from the supporting end surface of its body to the plane of the object), equal to 45 mm according to the DIN standard or 33 mm according to the RMS standard, and the mechanical axis of the micro lens (created by the supporting end surface and the base threaded cylinder of the body) is combined with its optical axis (created by lens components (see Technical Specifications for TU 3-3. 870-83 Micro Lenses).
Обработка резанием опорной торцевой поверхности корпуса микрообъектива обладает тем недостатком, что требует не только наличия сложного станка, но приводит к тому, что опорная торцевая поверхность корпуса микрообъектива после обработки оказывается наклонной к его базовому резьбовому цилиндру, а качество изображения на краях поля зрения ухудшается (Скворцов Г.Е., Долинский И.М. Станок для юстировки и подгонки высоты микрообъективов. «Оптико-механическая промышленность», №9, 1966, с.17-20). Обусловлено это тем, что для приведения изображения в центр поля зрения окуляра микроскопа, который имеется в составе станка, микрообъектив на станке наклоняют с помощью специального патрона, совмещая эквивалентную узловую точку микрообъектива (а не его оптическую ось) с осью шпинделя станка. Кроме этого, обработка корпуса резанием нежелательна при автоматизированной сборке микрообъектива, так как не может осуществляться в «чистой» комнате, где положено собирать и контролировать показатели качества микрообъектива.The machining of the supporting end surface of the micro-lens housing has the disadvantage that it requires not only the presence of a complex machine, but also leads to the fact that the supporting end surface of the micro-lens housing after processing is inclined to its base threaded cylinder, and the image quality at the edges of the field of view is deteriorating (Skvortsov G.E., Dolinsky I.M. Machine for alignment and height adjustment of micro-lenses. “Optical-mechanical industry”, No. 9, 1966, pp. 17-20). This is due to the fact that to bring the image to the center of the field of view of the microscope eyepiece, which is part of the machine, the micro lens on the machine is tilted with a special cartridge, combining the equivalent nodal point of the micro lens (and not its optical axis) with the axis of the machine spindle. In addition, the processing of the housing by cutting is undesirable in the automated assembly of a micro lens, since it cannot be carried out in a “clean” room, where it is supposed to collect and control the quality indicators of a micro lens.
В связи с указанными недостатками появились микрообъективы, в которых обеспечение их высоты и совмещение оптической и механической осей («центровка») осуществляется регулировкой элементов конструкции самого микрообъектива. Однако для осуществления этой юстировки необходимо устройство, которое позволяет проконтролировать значения высоты и «центровку» юстируемого микрообъектива.In connection with these shortcomings, micro-lenses appeared in which ensuring their height and combining the optical and mechanical axes (“centering”) is carried out by adjusting the structural elements of the micro-lens itself. However, to carry out this adjustment, you need a device that allows you to control the height values and the "centering" of the adjusted micro-lens.
Известно устройство для контроля и юстировки рабочего расстояния фотообъектива (расстояния от опорного торца корпуса объектива до плоскости изображения), (С.М.Латыев Конструирование точных (оптических) приборов. - СПб, Политехника, 2007, с.458-459, рис.9.40), выбранное в качестве прототипа.A device is known for monitoring and adjusting the working distance of a photo lens (the distance from the support end of the lens body to the image plane), (S.M. Latyev Designing Accurate (Optical) Devices. - SPb, Polytechnic, 2007, p. 458-459, Fig. 9.40 ) selected as a prototype.
Устройство содержит коллиматор с сеткой, проектируемой юстируемым объективом в плоскость изображения, столик, на котором закреплен объектив или узел эталона рабочего расстояния, предусмотрена возможность подвижки столика вдоль оптической оси объектива, индикатор для измерения величины перемещения столика, микроскоп, настроенный на номинальное положение плоскости изображения фотообъектива.The device includes a collimator with a grid designed by the adjustable lens into the image plane, a table on which the lens or the working distance standard assembly is fixed, the table can be moved along the optical axis of the lens, an indicator for measuring the table movement magnitude, a microscope adjusted to the nominal position of the photo lens image plane .
Недостатками этого устройства является то, что в нем не предусмотрена возможность контроля совмещения оптической и механической осей объектива, а также то, что оно позволяет контролировать рабочее расстояние от опорного торца корпуса объектива до плоскости изображения, а не до предметной плоскости (т.е. не контролирует высоту), что требуется для микрообъективов. Кроме этого устройство является сложным и громоздким (содержит коллиматор, микроскоп).The disadvantages of this device is that it does not provide the ability to control the alignment of the optical and mechanical axes of the lens, and also that it allows you to control the working distance from the support end of the lens body to the image plane, and not to the subject plane (i.e. controls height), which is required for micro lenses. In addition, the device is complex and bulky (contains a collimator, a microscope).
Предлагаемое изобретение решает задачу расширения номенклатуры контролируемых параметров объектива и контролируемых типов объективов за счет контроля несоосности оптической и механической осей, контроля высоты микрообъектива с одновременным упрощением конструкции устройства.The present invention solves the problem of expanding the range of controlled lens parameters and controlled types of lenses by controlling the misalignment of the optical and mechanical axes, controlling the height of the micro-lens while simplifying the design of the device.
Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.
Устройство для контроля и юстировки объектива содержит, столик с сеткой и соединенный с устройством визуализации регистратор положения изображения сетки, проектируемой юстируемым объективом в плоскость изображения, причем столик установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси контролируемого объектива, а также скрепленное со столиком приспособление для измерения величины его перемещения, устройство снабжено размещаемым между столиком с сеткой и плоскостью изображения сетки тубусом с эталонной базовой поверхностью и резьбой для крепления контролируемого объектива, сетка размещена на столике на номинальном расстоянии от эталонной базовой поверхности тубуса и установлена с возможностью перемещения в перпендикулярном направлении относительно оси резьбы тубуса, а регистратор положения изображения сетки установлен в тубусе в плоскости изображения на номинальном расстоянии от эталонной базовой поверхности тубуса, центрирован относительно оси резьбы тубуса и установлен с возможностью перемещения вдоль этой оси.The device for controlling and adjusting the lens contains a table with a grid and a recorder for positioning the image of the grid projected by the adjustable lens in the image plane connected to the visualization device, the table being installed with the ability to move along the optical axis of the controlled lens, as well as a device for measuring its size attached to the table movement, the device is equipped with a tube placed between the table with the grid and the image plane of the grid with the reference base surface and To mount the controlled lens, the grid is placed on the table at a nominal distance from the reference base surface of the tube and is mounted with the ability to move in the perpendicular direction relative to the axis of the thread of the tube, and the grid image position recorder is installed in the tube in the image plane at a nominal distance from the reference base surface of the tube , centered around the axis of the thread of the tube and installed with the possibility of movement along this axis.
Устройство для контроля и юстировки объектива дополнительно снабжено, размещаемой между тубусом и регистратором, тубусной линзой.The device for monitoring and adjusting the lens is additionally equipped with a tube lens placed between the tube and the recorder.
Устройство обеспечивает контроль несоосности оптической и механической осей микрообъектива, благодаря наличию тубуса с эталонной поверхностью и резьбой для крепления юстируемого микрообъектива, причем относительно оси резьбы тубуса центрирована и сетка (установленная в предметной плоскости), и регистратор положения изображения сетки, установленный в плоскости изображения. Высота юстируемого микрообъектива контролируется благодаря тому, что сетка и регистратор изображения сетки установлены на номинальных расстояниях от эталонной базовой поверхности тубуса. Контроль микрообъективов с тубусом «бесконечность» (случай, когда предметная плоскость микрообъектива совпадает с его передней фокальной плоскостью) осуществляется благодаря вводимой в ход лучей тубусной линзы. Упрощение конструкции достигается благодаря тому, что в ней отсутствует коллиматор и микроскоп.The device provides misalignment control of the optical and mechanical axes of the micro-lens, due to the presence of a tube with a reference surface and thread for mounting an adjustable micro-lens, moreover, the grid (mounted in the subject plane) and the grid image position recorder installed in the image plane are centered relative to the thread axis of the tube. The height of the adjustable micro-lens is controlled due to the fact that the grid and the grid image recorder are installed at nominal distances from the reference base surface of the tube. The control of micro-lenses with an infinity tube (the case when the object plane of the micro-lens coincides with its front focal plane) is carried out thanks to the tube lens introduced into the course. Simplification of the design is achieved due to the fact that it lacks a collimator and a microscope.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где представлена схема заявляемого устройства, на которой 1 - приспособление для определения перемещения столика, 2 - сетка, установленная на подвижном столике 3 на номинальном расстоянии (значении высоты) «рП» от эталонной базовой поверхности А тубуса 4, в который завинчивается по резьбе контролируемый микрообъектив 5, причем сетка 2 центрирована относительно посадочной резьбы тубуса 4; 6 - регистратор положения изображения сетки, установлен в тубусе в плоскости изображения на номинальном расстоянии «рИ» от эталонной базовой поверхности А, причем его поперечное положение центрировано (или определено) относительно оси резьбы тубуса, 7 - устройство визуализации, соединенное с регистратором изображения сетки, создаваемого микрообъективом.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the inventive device, on which 1 is a device for determining the movement of the table, 2 is a grid mounted on a movable table 3 at a nominal distance (height value) "p P " from the reference base surface A of tube 4, into which a controlled micro lens 5 is screwed into the thread, the grid 2 being centered relative to the seating thread of the tube 4; 6 - a grid image position recorder installed in the tube in the image plane at a nominal distance “p AND ” from the reference base surface A, and its transverse position is centered (or defined) relative to the axis of the thread of the tube, 7 is a visualization device connected to the grid image recorder created by a micro lens.
Для контроля и юстировки микрообъективов с тубусом «бесконечность» в установке дополнительно установлена выключающаяся (т.е. с возможностью перемещения в перпендикулярном к оси резьбы тубуса направлении для ее вывода из хода оптического пучка лучей, создаваемого контролируемым микрообъективом, у которого значение тубуса имеет «конечное» значение) тубусная линза 8, а для обеспечения расстояния «рИ» предусмотрено сменное дистанционное кольцо 9.To control and adjust the micro-lenses with the “infinity” tube, the unit is additionally equipped with a shut-off (i.e., with the possibility of moving in the direction perpendicular to the axis of the thread of the tube to move it out of the optical beam of rays created by the controlled micro-lens, for which the value of the tube has “final "Value)
Устройство работает следующим образом. Предварительно устройство настраивают на контроль микрообъектива, имеющего конкретные значения высоты (33 или 45 мм) и длины тубуса (бесконечность, 160 мм, 180 мм, 200 мм, 250 мм), например, с помощью эталонного микрообъектива (имеющего номинальное значение высоты и совмещенные оптическую и механическую оси), который устанавливается по резьбе на эталонную поверхность тубуса. При этом подвижками сетки 2 и регистратора положения изображения сетки 6 добиваются резкого изображения сетки 2 в центре (или вблизи него) регистратора 6. Отсчеты по приспособлению для измерения величины перемещения столика 1 и регистратора положения изображения сетки 6 обнуляют. Затем устанавливают вместо эталонного микрообъектива контролируемый и, устраняя расфокусировку осевой подвижкой столика 3, по отсчету приспособления 1 измеряют погрешность высоты контролируемого объектива. По величине сдвига изображения на регистраторе 6 определяют искомую несоосность: Δе=Δу,х/(V-1), где Δу,х- - координаты положения изображения на регистраторе положения изображения сетки 6, V-линейное увеличение микрообъектива. Если значения высоты и несоосности выходят за пределы допусков, приступают к их юстировке соответствующими подвижками элементов микрообъектива.The device operates as follows. The device is preliminarily set up to control a micro lens having specific height values (33 or 45 mm) and tube length (infinity, 160 mm, 180 mm, 200 mm, 250 mm), for example, using a reference micro lens (having a nominal height value and combined optical and the mechanical axis), which is mounted by thread on the reference surface of the tube. In this case, the shifts of the grid 2 and the image position recorder of the
В качестве примера конкретного выполнения предлагается устройство, содержащее столик с сеткой (маркой) в виде перекрестья, соединенный с устройством визуализации, например, монитором для наблюдения изображения сетки, создаваемого микрообъективом, регистратор положения изображения сетки, выполненный в виде ПЗС-матрицы.As an example of a specific implementation, a device is proposed that contains a table with a grid (mark) in the form of a crosshairs connected to a visualization device, for example, a monitor for observing a grid image created by a micro lens, a grid image position recorder made in the form of a CCD matrix.
Приспособление для определения величины перемещения столика может быть выполнено, например, в виде автоматизированного фотоэлектрического индикатора линейных перемещений «ЛИР 14», выпускаемого фирмой СКБ ИС (www.skbis.ru).The device for determining the amount of movement of the table can be performed, for example, in the form of an automated photoelectric linear displacement indicator "LIR 14", manufactured by SKB IS (www.skbis.ru).
Подвижный столик может перемещаться как вручную, например классической зубчато-реечной или винто-рычажной передачей (см. монографию Скворцов Г.Е. и др. Микроскопы. - Л.: Машиностроение, 1969, с.274-276), либо автоматизированным управляемым приводом на основе шаговых и других электродвигателей, связанных с ПЗС-матрицей. В этом случае отпадает необходимость в фотоэлектрическом индикаторе линейных перемещений, так как измерение величины перемещения столика может осуществляться автоматизированным приводом.The movable table can be moved either manually, for example, by a classic rack-and-pinion or screw-lever transmission (see the monograph by Skvortsov G.E. et al. Microscopes. - L .: Mashinostroyenie, 1969, pp. 274-276), or by an automated controlled drive based on stepper and other electric motors associated with a CCD. In this case, there is no need for a photoelectric linear displacement indicator, since the measurement of the movement of the table can be carried out by an automated drive.
Регистратор положения изображения сетки установлен в тубусе в плоскости изображения на номинальном расстоянии рИ от эталонной базовой поверхности тубуса, центрирован относительно оси резьбы тубуса и установлен с возможностью перемещения вдоль этой оси, что обеспечивается сменным дистанционным кольцом (либо так же, как и столик, вручную, или с помощью автоматизированного управляемого привода, связанного с ПЗС-матрицей).The grid image position recorder is installed in the tube in the image plane at a nominal distance p And from the reference base surface of the tube, centered relative to the axis of the thread of the tube and mounted to move along this axis, which is provided by a removable spacer ring (or, like the table, manually , or using an automated controlled drive associated with a CCD).
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет при юстировке производить контроль несоосности оптической и механической осей микрообъектива, контроль его высоты, контролировать объективы с тубусом «бесконечность» и упростить конструкцию устройства.The proposed device in comparison with the prototype allows for alignment to control the misalignment of the optical and mechanical axes of the micro lens, control its height, control lenses with a tube of "infinity" and simplify the design of the device.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012151247/28A RU2515064C1 (en) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | Lens control and adjustment device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012151247/28A RU2515064C1 (en) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | Lens control and adjustment device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2515064C1 true RU2515064C1 (en) | 2014-05-10 |
Family
ID=50629659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012151247/28A RU2515064C1 (en) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | Lens control and adjustment device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2515064C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU207250U1 (en) * | 2021-06-28 | 2021-10-20 | Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | PORTABLE MICROSCOPE |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078360C1 (en) * | 1995-04-25 | 1997-04-27 | Татьяна Львовна Богданова | Method of quality inspection of objective and device for its implementation |
| JP2000230883A (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-22 | Nikon Corp | Decentering measuring apparatus and its adjusting method |
-
2012
- 2012-11-28 RU RU2012151247/28A patent/RU2515064C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078360C1 (en) * | 1995-04-25 | 1997-04-27 | Татьяна Львовна Богданова | Method of quality inspection of objective and device for its implementation |
| JP2000230883A (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-22 | Nikon Corp | Decentering measuring apparatus and its adjusting method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| С.М.Латыева "Конструирование точных (оптических) приборов", СПб, Политехника, 2007, с.458-459, рис.9.40. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU207250U1 (en) * | 2021-06-28 | 2021-10-20 | Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | PORTABLE MICROSCOPE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1649249B1 (en) | Method for checking or calibrating the angle-dependent alignment of a high-precision test-piece | |
| US2682804A (en) | Optical micrometer for alignment telescopes | |
| CN103226234B (en) | Method for adjusting optical axis of Pechan prism | |
| CN105223661B (en) | A kind of optical fiber precision focusing coupling device and Method of Adjustment | |
| CN104296694B (en) | The detection means and method of a kind of laser tracker optical axis and mechanical rotating shaft angle | |
| CN102156037B (en) | Optical detection device and detection method | |
| CN103093676A (en) | Spectrometer digitalized reading device | |
| CN107656364B (en) | Microscopic imaging system and real-time focusing method thereof | |
| CN104296693A (en) | System and method for detecting orthogonality of precision shafting | |
| CN104316082A (en) | Theodolite external field infinite remote calibration method | |
| CN100526832C (en) | Off-axis reflection optical lens focus detection method | |
| RU2515064C1 (en) | Lens control and adjustment device | |
| CN103235396A (en) | Multi-degree-of-freedom optical path adjusting system | |
| CN103514966B (en) | The sighting device of plasma diagnosis X-ray optical system and method for sight | |
| CN103033946B (en) | Assembly and adjustment method of double-view-field axial zoom optical system | |
| JPWO2016035108A1 (en) | Imaging device | |
| KR101536684B1 (en) | Aligning System for Large Optical Apparatus | |
| CN108282649B (en) | Binocular vision experiment holder with freely adjustable baseline position | |
| CN202976634U (en) | Spectrometer used in experiments | |
| US20140320672A1 (en) | Method and Apparatus for Measuring Flange Back Focus and Calibrating Track Length Scales of Photographic Objective Lenses | |
| Gale | Visual alignment of mechanical structures using a Bessel beam datum: practical implementation | |
| CN100360919C (en) | Infinite and finite conjugate photoelectric analyzer | |
| RU2289153C1 (en) | Device for focusing optical radiation onto object | |
| CN104483741B (en) | Wedge-shaped lens precision axis fixation method | |
| CN110455315B (en) | Reverse visual collimator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201129 |