SU1091104A1

SU1091104A1 - Device for checking projection lens focusing

Info

Publication number: SU1091104A1
Application number: SU833544233A
Authority: SU
Inventors: Валентин Андреевич Зайцев; Виктор Андреевич Кравченко; Владимир Иванович Чухлиб; Ефим Лазаревич Янкелев
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6495
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1984-05-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОКУСИРОВКИ ПРОЕКЦИОННОГО О&ЬЕКта содержащее последовательно распол женные осветитель с растром и опт ческую систему дл построени авт коллимационного изображени растр г-а также модул тор в виде диска и апертурную диафрагму с отверстием, расположенную перед фотоприемниками, св занными с измерительным блоком, о т л ича ю ще е с тем, что, с целью повышени быстродействи , .мо дул тор выполнен в виде бииплитудного радиального растра, установленного в плоскости автоколлимационного изображени растра, выполненного в виде сектора, диска, в апертурной диафрагме выполнено дополнительное отверстие , причем основное и дополнительное отверсти ее расположены децентрировано: относительно оптической оси, а измерительный блок выполнен в виде измерител разHQCTи фаз сиг- j иалов.DEVICE FOR MONITORING focus of the projection O & EKta comprising sequentially location with conjugated illuminator raster and opt ical system for constructing authors collimation image raster g-as well as a modulator in the form of a disc, and an aperture diaphragm having an opening disposed in front of photodetectors, coupled to the measuring unit, This is because with the aim of increasing speed, the blower is made in the form of a bi-offset radial raster installed in the plane of the autocollimation raster image, ying a sector disc, in an additional aperture diaphragm formed therethrough, the main and additional openings are arranged decentred it: the optical axis, and the measuring unit is designed as a phase meter razHQCTi ialov The signal j.

Description

Изобретение относитс к устройствам проекционной фотопечати, в частности к фотоэлектрическим устро ствам дл контрол отклонений фотопластины от плоскости резкого изображени в системах автоматической фокусировки. Известно устройство дл контрол фокусиррвки проекционного объектива содержащее установленную перед объе тивом диафрагму, модул тор световог потока, два фотоприемника/ св занны с измерительным блоком, и пол ризаторы 1. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл контрол фо кусировки, содержащее штриховой рас с осветителем, расположенный в непо редственной близости от предметной плоскости .проекционнрго объектива, двухтолщинный прозрачный диск - модул тор , установленный с возможност вращени между штриховым растром и проекционным объективом, отклон ю щее зеркало, установленное между источником света и конденсором осве тител штрихового растра так, что оно (Направл ет модулированное излучение на фотоприемник, включенный в электронную схему выделени сигна ла дефокусировки, при этом контроль фокусировки фотопластины осуществл етс путем анализа амплитуды период чёского сигнала фотоприемника, кото|ра модулируетс вращающимс двух толщинным диском, осуществл ющим периодическое возвратно-поступательное смещение автоколлимациониого изображени растра вдоль оптической оси устройства, что приводит к перис дическому изменению лучистого потока , прошедшего сквозь растр на фотоприемник 2. Недостатком такого устройства : вл етс низкое быстродействие. Цель изобретени - повышение быст родействи устройства контрол фокусировки , Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл контрол фокусировки проекционного объектива , содержащем последовательно расположенные осветитель с растром и оптическую систему дл построени автоколлимационногр изображени раст ра, а также модул тор в виде диска и апертурную диафрагму с отверстием , расположенную перед фотоприемником , св занным с измерительным блоком, модул тор выполнен в виде амплитудного радиального растра, установленного в плоскости автоколлимационного изображени растра, выполненного в виде сектора диска, В апертурной диафрагме выполнено дополнительное отверстие, причем основное и дополнительное отверсти ее расположены децентрировано относительно оптической оси, а измерительный блок выполнен в виде измерител разности фаз сигналов. На фиг. 1 изображена оптическа схема устройства; на фиг. 2 - выполнение диска; на фиг. 3 - растр; на фиг. 4 - взаимное положение ,изображени зрачка проекционного обЪ ектива и отверстий апертурной диафрагмы; на фиг. 5 - взаимное положение автоколлимационных изображений растра при точной фотокусировке а) и при дефокусировке в одном {6} и другом (в) направлени х. Устройство содержит штриховой растр 1 (фиг.1), расположенный в . предметной плоскости проекционного объектива 2, осветитель 3 штрихового растра 1, полупрозрачное зеркало 4, установленное между растром 1 и входным зрачком 5 объектива 2, ,диск 6, установленный с возможностью вращени в .плоскости автоколлимационного изображени растра 1, коллективную линзу 7, апертурную диафрагму 6, фотоприемники 9 и 10, подключенные к измерителю 11 разности фаз сигналов . Осветитель 3 содержит источник 12 излучени и конденсатор 13, который проецирует изображение источни- . ка 12 во входной зрачок 5 объектива 2. Последний проецирует изображение растра 1 на фотопластину 14. Излучение , отраженное фотопластиной 14, попадает снова в объектив 2, который строит автоколлимационное изображение растра 1 в плоскости диска 6, выполненного в виде амплитудного радиального растра (фиг.2). Шгриховой растр 1 выполнен в виде сектора 6 (фиг.3). Диск 6 установлен так, чтобы автоколлимационное, изображение растра 1 было наложено на соответствующий участок диска 6. Излучение , прошедшее сквозь диск 6, поступает в коллективную линзу 7, котора в плоскости апертурной диафрагмы 8 строит изображение зрачка 5 объектива 2. Лпертурна диафрагма 8 содержит два отверсти а и Ъ расположенных децентрировано относительно оптической оси, так что они накладыва1бтс на изображение зрачка 5 без виньетировани световых потоков . Взаимное положение изображени 1 зрачка 5 и отверстий а и Ъ диафрагмы 8 показаны на фиг. 4. Излучение, прешедшее сквозь отверсти а и Ъ , поступает на соответствующие фотоприемники 9 и 10. Таким образом, на фотоприемники 9 и 10 подаетс только часть лучей, участвующих в построении автоколлимационного изображени растра, прич м лучи приход т на фотоприемникиThe invention relates to projection photo printing devices, in particular, photoelectric devices for controlling photo plate deviations from the sharp image plane in autofocus systems. A device for controlling the focusing of a projection lens containing a frontal diaphragm, a light flow modulator, two photodetectors / connected to the measuring unit, and polarizers 1 is known. The closest focusing device containing the dashboard with illuminator is closest to the proposed one. located in the immediate vicinity of the object plane of the projection lens, a two-thickness transparent disc - a modulator, installed with the possibility of rotation between the dashed raster and a rotor lens, deflecting a mirror mounted between the light source and the luminescence condenser of the bar pattern, so that it (Directs the modulated radiation to the photoreceiver included in the electronic defocus signal extraction circuit, while controlling the focus of the photoplate by analyzing the amplitude of the period a black signal from a photodetector, which is modulated by a rotating two thick disk that periodically reciprocates the autocollimation image raster along the optical axis of the device, which leads to Peris-periodic change of the radiant flux transmitted through the raster on the photodetector 2. The disadvantage of this device: the speed is low. The purpose of the invention is to increase the speed of the focus control device. The aim is achieved in that in a device for controlling the focus of a projection lens containing successively arranged illuminator with a raster and an optical system for building an autocollimation raster image and a modulator in the form of a disk and aperture diaphragm with a hole located in front of the photodetector associated with the measuring unit, the modulator is made in the form of an amplitude radial raster installed in loskosti autocollimation raster image constructed as a disk sector, the aperture diaphragm formed in an additional opening, wherein the basic and the additional openings are arranged decentred with respect to its optical axis, and the measuring unit is designed as a signal phase difference meter. FIG. Figure 1 shows the optical layout of the device; in fig. 2 - disk performance; in fig. 3 - raster; in fig. 4 shows the relative position, the image of the pupil of the projection lens and the aperture holes of the aperture; in fig. 5 shows the relative position of the autocollimation images of the raster with accurate photo focusing a) and with defocusing in one {6} and other (c) directions. The device contains a dashed raster 1 (figure 1), located in. object plane of the projection lens 2, the illuminator 3 of the bar raster 1, the translucent mirror 4 installed between the raster 1 and the entrance pupil 5 of the lens 2, the disk 6 mounted rotatably in the plane of the autocollimation image of the raster 1, the collective lens 7, the aperture diaphragm 6 , photodetectors 9 and 10, connected to the meter 11 of the phase difference of the signals. The illuminator 3 comprises a radiation source 12 and a capacitor 13, which projects the image of the source. ka 12 into the entrance pupil 5 of lens 2. The latter projects the image of raster 1 onto the photographic plate 14. The radiation reflected by the photographic plate 14 enters again the lens 2, which builds the autocollimation image of raster 1 in the plane of the disk 6, made in the form of an amplitude radial raster (FIG. 2). Shgrikova raster 1 is made in the form of a sector 6 (figure 3). The disk 6 is mounted so that the autocollimation image of the raster 1 is superimposed on the corresponding section of the disk 6. The radiation transmitted through the disk 6 enters the collective lens 7, which in the plane of the aperture diaphragm 8 builds an image of the pupil 5 of the lens 2. Theperture 8 aperture contains two The a and b holes are located centered around the optical axis, so that they overlap the image of the pupil 5 without vignetting the light fluxes. The mutual position of the image 1 of the pupil 5 and the holes a and b of the diaphragm 8 is shown in FIG. 4. The radiation transmitted through the holes a and b is transmitted to the corresponding photodetectors 9 and 10. Thus, only a part of the rays involved in the construction of the autocollimation image of the raster is fed to the photoreceivers 9 and 10, and the rays come to the photodetectors.

9 И 10 с разных участков зрачка 3 объектива 2.9 and 10 from different parts of the pupil 3 lens 2.

При вращении диска б происходит модул ци лучистых потоков, посту пающих на фотоприемники 9 и 10, что приводит к по влению периодических сигналов на их выходах.As the disk b is rotated, modulation of the radiant fluxes arriving at the photoreceivers 9 and 10 occurs, which leads to the appearance of periodic signals at their outputs.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При точной фокусировке объектива 2 относительно фотопластины 14 автоколлимационное изображение 15 (фиг.5 растра 1, построенное лучами той части зрачка, которые проход т сквоз отверстие а (фиг.4), совпадает с автоколлимационным изображением 16 (фиг.За), построен.ным лучами, проход щими через отверстие b (фиг. 4). При этом выходные сигналы фотоприемников 9 и 10 совпадают по фазе. При нарушении фокусировки (например, при увеличении рассто ни между объективом 2 и фотопластиной 14) автоколлимационные изображени 15 и 16 растра 1 смещаютс относительно друг друга,, причем направление взимного смещени изображений зависит от направлени дефокусировки (фиг. 56,в В соответствии с этим происходит измейение разности фаз сигналов фотоприемников 9 и 10. Знак разности фаз указывает направление, а величина - степень дефокусировки. При одной и той же степени дефокусировки разность фаз сигналов тем больше, чем больше рассто ние между центрами отверстий л иЬ , т.е. чем дальше от центра зрачка 5 отсто т лучи, участвующие в построении изображений 15 и 16. Таким образом, изменение разности фаз между сигналами фотоприемников 9 и 10 при дефокусировке объектива 2 оказалось возможным благодар выполнению апертурйой диафрагмы 8 в виде двух отверстий q и S , расположенных децентрировано относительно оптической оси устройства, так что они пропускак)Т на фотоприемники 9 и 10 лучи, пришедшие с разных участков зрачка 5 объектива 2. I Выполнение диска 6 в виде радиального амплитудного растра и установка его в плоскость автокрллимациойного изображени растра 1 обеспечивает высокое быстродействие устройства. Так например, при диаметре диска , 125 мм, шаге штрихов 0,2 мм и скорости вращени его 30 об/мин частота модул ции сигналов составл ет 1 кГц.With accurate focusing of the lens 2 relative to the photoplate 14, the autocollimation image 15 (Fig. 5 of the raster 1, constructed by the rays of that part of the pupil that pass through the hole a (Fig. 4), coincides with the autocollimation image 16 (Fig. 3a), built rays passing through the hole b (Fig. 4). The output signals of the photodetectors 9 and 10 coincide in phase. When the focus is disturbed (for example, as the distance between the lens 2 and the photoplate 14 increases), the autocollimation images 15 and 16 of the raster 1 shift regarding q corner of the other, and the direction of the chargeable displacement of images depends on the direction of defocusing (Fig. 56). Accordingly, the phase difference between the signals of photodetectors 9 and 10 is measured. The sign of the phase difference indicates the direction, and the magnitude indicates the degree of defocusing. the degree of defocusing of the phase difference of signals is greater, the greater the distance between the centers of the holes l and b, i.e. the farther from the center of the pupil 5 the rays that participate in the construction of images 15 and 16 are spaced. Thus, the change in the phase difference between the signals photodetectors 9 and 10 when defocusing lens 2 turned out to be possible by making the aperture diaphragm 8 in the form of two holes q and S located de-centered relative to the optical axis of the device, so that they pass through the photodetectors 9 and 10 rays coming from different parts of the pupil 5 of the lens 2. I The implementation of the disk 6 in the form of a radial amplitude raster and its installation in the plane of the autoclimatic image of the raster 1 provides a high speed device. For example, with a disk diameter of 125 mm, a ditch pitch of 0.2 mm and a rotation speed of 30 rpm, the modulation frequency of the signals is 1 kHz.

Ui.JUi.J

Claims

DEVICE FOR CONTROL OF FOCUSING OF A PROJECTIVE LENS, containing a sequentially located illuminator with a raster and an optical system for constructing a self-collimating image of a raster, as well as a modulator in the form of a disk and an aperture diaphragm with a hole located in front of photodetectors connected to the measuring unit, In addition, in order to increase the speed, the modulator is made in the form of an amplitude radial raster installed in the <plane of the autocollimation image of the raster, ennogo as a sector, the disk in the aperture diafrag. an additional hole was made, and its main and additional holes are located decentrally relative to the optical measuring unit; the phase difference meter is made of the phase axis, and in the form of cores.