SU1276940A1 - Method of checking quality of optical systems and devices for effecting same - Google Patents

Method of checking quality of optical systems and devices for effecting same Download PDF

Info

Publication number
SU1276940A1
SU1276940A1 SU853877118A SU3877118A SU1276940A1 SU 1276940 A1 SU1276940 A1 SU 1276940A1 SU 853877118 A SU853877118 A SU 853877118A SU 3877118 A SU3877118 A SU 3877118A SU 1276940 A1 SU1276940 A1 SU 1276940A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
output
input
signal
controlled
Prior art date
Application number
SU853877118A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Алексеевич Брызгалов
Михаил Александрович Великотный
Николай Витальевич Демидов
Original Assignee
Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Точной Механики И Оптики
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 Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Точной Механики И Оптики filed Critical Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Точной Механики И Оптики
Priority to SU853877118A priority Critical patent/SU1276940A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1276940A1 publication Critical patent/SU1276940A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в оптико-механической пpo {ылшeнностй дл  автоматиза11ии контрол  качества и паспортизации оптических систем. Цель изобретени  - повышение информативности контрол . Способ контрол  качества реализуетс  в устройстве , которое содержит источник 1 полихроматического излучени , светофильтр 2, кораденсатср 3, тест-объект 4, дисковый модул тор 5, коллиматорньш объектив 6, микрообъектив 7, блок 10 предварительной обработки, управ- л емьй делитель .1J напр жени , фильтр 12 нижних частот, избирательный усилитель 13, схему 14 сравнени , источник 15 опорного напр жени , блок 16 управлени , регистрирующий прибор 17 « и синхронный электродвигатель 18. « Введение новых элементов и образовасл ние новых св зей ,у элементами устройства позвол ет определить полихроматические функции передачи модул ции в широком диапазоне пространственных частот.- с.п.ф-лЫ} 1 ил. ч The invention can be used in the optomechanical process for automating the quality control and certification of optical systems. The purpose of the invention is to increase the information content of the control. The quality control method is implemented in a device that contains a source of polychromatic radiation, a light filter 2, a co-condensate 3, a test object 4, a disk modulator 5, a collimator lens 6, a micro-lens 7, a pre-processing unit 10, a control divider .1J eg filter, a low-pass filter 12, a selective amplifier 13, a comparison circuit 14, a voltage source 15, a control unit 16, a recording device 17 "and a synchronous motor 18." Introduction of new elements and formation of new connections and allowing the device to define a polychromatic modulation transfer function in a wide range of spatial chastot.- s.p.f 1-yl} ly. h

Description

1one

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быт использовано на предпри ти х оптико- механической промьпштенности дл  автоматизированного контрол  качества и паспортизации оптических систем путем измерени  функции передачи модул ции (ФПМ).The invention relates to instrumentation engineering and can be used in optical-mechanical industry for automated quality control and certification of optical systems by measuring the modulation transfer function (MTF).

Целью изобретени   вл етс  повышение информативности контрол  за счет определени  полихроматической функции передачи модул ции в широком диапазоне пространственных частот .The aim of the invention is to increase the information content of the control by determining the polychromatic modulation transfer function in a wide range of spatial frequencies.

На чертеже представлена структурна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The drawing shows a block diagram of the device that implements the proposed method.

Устройство содержит источник 1 полихроматического излучени , светофильтр 2, конденсор 3, тест-объект 4, вращающийс  дисковый модул тор 5, коллиматорный объектив 6, микрообъектив 7, линейный прибор 8 с переносом зар да, синхрогенератор 9/ блок 10 предварительной обработки, управл емый делитель 11 напр жени , фильтр 12 нижних частот, избирательный усилитель 13, схему 14 сравнени  источники 15 опорного напр жени , блок 16 управлени , регистрирующий прибор 17 и синхронный электродвигатель 18.The device contains a source of polychromatic radiation 1, a light filter 2, a condenser 3, a test object 4, a rotating disk modulator 5, a collimator lens 6, a micro-lens 7, a linear device 8 with charge transfer, a synchro-generator 9 / preprocessing unit 10, a controlled divider 11 voltage, low pass filter 12, selective amplifier 13, comparison circuit 14, reference voltage sources 15, control unit 16, recording device 17, and synchronous motor 18.

Источник 1 полихроматического излучени  вьшолнен в виде лампы накаливани . Светофильтр 2 установлен за исто иком излучени  по ходу луча и выполнен из цветного оптического стекла, при этом его спектральный .коэффициент пропускани  рассчитываетс  согласно нижеприведенному, выражению . Тест-объект 4 выполнен в виде узкой щелевой диафрагмы и установлен в фокальной плоскости коллиматорного объектива 6. Дисковый модул тор 5 выполнен в виде радиального растра с прозрачными и непрозрачными участками , установлен на валу синхронного электродвигател  18, вблизи тест- объекта 4. За коллиматорным объективом 6 установлен контролируемый объектив , за которым располагаетс  микрообъектив 7. В плоскости изображени микрообъектива 7, оптически сопр женной с плоскостью тест-:объекта 4 и  вл ющейс  плоскостью анализа, установлен линейный прибор 8 с переносом зар да. При этом фоточуВствитель на  поверхность последнего расположе The polychromatic radiation source 1 is provided in the form of an incandescent lamp. The light filter 2 is installed at the source of radiation along the beam and is made of colored optical glass, while its spectral transmittance is calculated according to the following expression. The test object 4 is made in the form of a narrow slit diaphragm and installed in the focal plane of the collimator lens 6. The disk modulator 5 is made in the form of a radial raster with transparent and opaque areas, mounted on the shaft of the synchronous motor 18, near the test object 4. Behind the collimator lens 6 a controlled lens is installed, behind which a micro-lens 7 is located. In the image plane of the micro-lens 7, optically conjugated with the test-plane: object 4 and being the analysis plane, is set to linear Device 8 with charge transfer. In this case, the photopresenter on the surface of the latter is located

00

5five

на в плоскости анализа так, что направление движени  зар дов перпендикул рно направлению располржени  щелевой диафрагмы. Линейный прибор 8 с переносом зар да подключен к син- хрбгенератору 9 таким образом, что образование зар дов и их перемещение происходит одновременно и под одними и теми же электродами. Первый выход синхрогенератора 9 подключен к линейному прибору 8 с переносом зар да , а второй - к первому входу блока 10 предварительной обработки, второй вход которого соединен с выходомIn the analysis plane so that the direction of movement of the charges is perpendicular to the direction of expansion of the slit diaphragm. Linear device 8 with charge transfer is connected to the synchronous generator 9 in such a way that the formation of charges and their movement occurs simultaneously and under the same electrodes. The first output of the synchronous generator 9 is connected to a linear device 8 with charge transfer, and the second to the first input of the preprocessing unit 10, the second input of which is connected to the output

5 линейного прибора 8 с переносом зар да . Первый дополнительный выход синхрогенератора 9 подключен к синхронному электродвигателю 18, а второй соединен с управл ющим входом избирательного усилител  13. Дополнительный вход синхрогенератора 9 подсоединен к выходу блока 16 управлени . Синхрогенератор 9 снабжен управл емым делителем частоты тактовых импульсов, а также двум  делител ми частоты с фиксированными коэффициентами делени . Выход блока 10 предварительной обработки подсоединен к информационному входу управл емого делител  115 linear device 8 with charge transfer. The first additional output of the synchronous generator 9 is connected to the synchronous motor 18, and the second is connected to the control input of the selective amplifier 13. The additional input of the synchronous generator 9 is connected to the output of the control unit 16. The clock generator 9 is equipped with a controlled clock frequency divider, as well as two frequency dividers with fixed division factors. The output of the preprocessing unit 10 is connected to the information input of the controlled divider 11.

0 напр жени , цифровой вход которого подключен к выходу блока 16 управлени , а аналоговый вход - к выходу с схемы 14 сравнени . Выход управл емого делител  11 напр жени  соединен0 voltage, the digital input of which is connected to the output of the control unit 16, and the analog input to the output of the comparison circuit 14. The output of the controlled voltage divider 11 is connected

5 с входом фильтра 12 нижних частот, выход которого подключен к второму .входу схемы 14 сравнени . Первый вход схемы 14 сравнени  подсоединен к выходу источника 15 опорного напр жени . Выход управл емого делител  11 на пр жени  соединен также с информационным входом избирательного усилител  13, выход которого подсоединен к первому входу регистрирующего прибора 17, к второму входу которого подключен выход блока 16 управлени .5 with an input of a low pass filter 12, the output of which is connected to the second input of the comparison circuit 14. The first input of the comparison circuit 14 is connected to the output of the voltage source 15. The output of the controlled voltage divider 11 is also connected to the information input of the selective amplifier 13, the output of which is connected to the first input of the recording device 17, to the second input of which the output of the control unit 16 is connected.

00

5five

При конкрентной реализации устройства в качестве источника излучени  использована лампа накаливани  типа ОП8-9, светофильтр изготовлен из цветного стекла по ГОСТ 9411-75, причем спектральный коэффициент пропускани  светофильтра Cm подбираетс  с учетом соотношени In the case of a specific implementation of the device, an incandescent lamp of the type OP8-9 was used as the radiation source, the light filter was made of colored glass according to GOST 9411-75, and the spectral transmittance of the light filter Cm was selected taking into account the ratio

-..ч Фэи( Л)- .. h Fei (L)

М M

Т - -ф()-сT - -f () - with

(2)(2)

де Ф, Мde F, M

ФМ 5( Л)FM 5 (L)

оМOM

относительна  спектральна  плотность эффективного потока при измерении;  the relative spectral density of the effective flux in the measurement;

спектральна  плотность 5 потока источника света ; относительна  спектральна  чувствительность приемного анализатора спектральньй коэффициент Ю пропускани  контролируемого объектива , длина волны.spectral density 5 of the light source flux; relative spectral sensitivity of the receiving analyzer; spectral coefficient Yu of the transmission of the controlled lens; wavelength.

В качестве дискового модул тораAs a disk modulator

использована радиальна  мира, котора  15 имеет пространственное распределезакреплена на валу синхронного однофазного электродвигател  (тип Г-210). В устройстве применен микрообъектив с числовой апертурой, превышающей апертуру контролируемого объектива, и увеличением, которое обеспечивало бы такой размер изображени  тест-объекта 4 в плоскости анализа, при котором значение максимальной анализируемой пространственной частоты не превыша- ет предел Найквиста дл  используемого линейного прибора с переносом зар да .used the radial world, which 15 has a spatial distribution of the fixed on the shaft of a synchronous single-phase electric motor (type G-210). The device uses a micro-lens with a numerical aperture exceeding the aperture of the controlled lens and an increase that would ensure that the image size of the test object 4 in the analysis plane, at which the value of the maximum analyzed spatial frequency does not exceed the Nyquist limit for the used linear transfer charge device. Yes .

Использован линейный прибор с переносом зар да типа ФПЗС-1Л, который работал в режиме непрерывного считывани  зар дов при -отсутствии дериода накоплени , при этом значени  скорости движени  зар дового ре- льефа задавались с помощью синхро- генератора 9. Последний вьтолнен на интегральных микросхемах 561 серии и включает генератор, тактовой частоты управл емый делитель частоты и два , ,A linear FPZS-1L type charge transfer device was used, which operated in the continuous reading mode of charges in the absence of an accumulation deode, while the values of the movement velocity of the charge relief were set using a synchronous generator 9. The latter is completed on integrated circuits 561 series and includes a generator, a clock frequency controlled frequency divider and two,

, ,

делител  частоты с посто нными коэф- 0 с  интегрирующее считывание значенийfrequency divider with constant coefficients with integrated readout of values

фициентами делени .division divisions.

Блок 10 предварительной обработки выполнен на базе интегральных микросхем 140УД8 и КР590КН5.Block 10 pre-processing is made on the basis of integrated circuits 140UD8 and KR590KN5.

Блок 16 управлени  реализован на интегральных микросхемах 561 серии.The control unit 16 is implemented on integrated circuits 561 series.

Управл емый делитель 11 частоты выполнен с применением мультиплексора КР591КН1 и операционного усилите- 50 св зано с тем, что посто нна  преоб- л  140УД8, которые используютс  также при реализации избирательного усилител  13.The controllable frequency divider 11 is made using the KR591KN1 multiplexer and the operational amplification- 50 due to the fact that the constant prevalence of 140UD8, which is also used in the implementation of the selective amplifier 13.

Источник 15 опорного напр жени  вьтолнен на базе прецизионного ста- 55 билитрона Д818Е. В качестве схемы сравнени  применена схема на операразовани  К, определ ема  какThe source 15 of the reference voltage is made on the basis of the precision stabilitron D818E. As a comparison scheme, a scheme for operating K was used, defined as

К В(з1пЫ)1 , (3)K B (s1pY) 1, (3)

где В -  ркость источника излучени ; (Л - действующий задний аперт.ур- ный угол контролируемого объектива .where B is the brightness of the radiation source; (L - effective rear aperture angle of the controlled lens.

ционном усилителе 140УД8.140UD8 amplifier.

5 Ю 7694045 S 769404

Устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа работает следующим образом.A device for carrying out the proposed method works as follows.

Источник 1 излучени , имеющий широкий спектральный диапазон, с помощью светофильтра 2 и конденсатора 3 освещает тест-объект 4. Коллиматорньш объектив 6, контролируемый объектив и микрообъектив 7 формируют изображение тест-объекта 4 на фоточувствительной поверхности линейного прибора 8 с переносом зар да. Изображение тест-объекта 4, который можно рассматривать как вторичный излучатель.A radiation source 1 having a wide spectral range, using a light filter 2 and a capacitor 3, illuminates the test object 4. The collimator lens 6, the controlled lens and the micro lens 7 form an image of the test object 4 on the photosensitive surface of the linear device 8 with charge transfer. Image of test object 4, which can be considered as a secondary emitter.

. и 20 а 25 , . and 20 and 25,

30thirty

3535

ние освещенности Е(х) вдоль направлени  движени  фоточувствительной поверхности х в виде функции рассе ни  линии Ад(х) контролируемого объектива . При отсутствии модул ции светового потока источника 1 излучени  и посто нной скорости движени  фоточувствительной поверхности (зар дового рельефа) линейного прибора 8 с переносом зар да амплитуда видеосигнала на выходе последнего будет посто нной U(t) const. При этом линейный прибор 8 с переносом зар да работает в режиме непрерывного считывани  зар дов в отсутствии периода накоплени . Тогда величина зар дового пакета по мере его продвижени  по освещенному участку фоточувствительной поверхности приемного анализатора возрастает в каждой точке на величину,, пропорциональную значению освещенности в этой точке. С помощью такого режима работы линейного прибора 8 с переносом зар да производитосвещенности изображени  вдоль направлени  движени  зар дов. Амплитуда выходного сигнала будет пропорциональна КИМ контролируемого объектива на ну- левой пространственной частоте . Однако амплитуда посто нной составл ющей электрического сигнала даже при отсутствии модул ции освещенности изображени  может измен тьс . ЭтоThe illumination E (x) along the direction of movement of the photosensitive surface x as a function of the scattering of the line Ad (x) of the controlled lens. In the absence of modulation of the luminous flux of the radiation source 1 and a constant speed of movement of the photosensitive surface (charge relief) of the linear device 8 with charge transfer, the amplitude of the video signal at the output of the latter will be constant U (t) const. In this case, the linear device 8 with charge transfer operates in the continuous charge reading mode in the absence of an accumulation period. Then the value of the charge packet as it progresses along the illuminated portion of the photosensitive surface of the receiving analyzer increases at each point by a value proportional to the value of the illumination at that point. Using this mode of operation of the linear device 8 with the transfer of the charge of the illumination of the image along the direction of motion of the charges. The amplitude of the output signal will be proportional to the CMM of the controlled lens at the zero spatial frequency. However, the amplitude of the constant component of the electrical signal, even in the absence of modulation of the illumination of the image, may vary. it

св зано с тем, что посто нна  преоThis is due to the fact that constant

разовани  К, определ ема  какK development, defined as

К В(з1пЫ)1 , (3)K B (s1pY) 1, (3)

где В -  ркость источника излучени ; (Л - действующий задний аперт.ур- ный угол контролируемого объектива .where B is the brightness of the radiation source; (L - effective rear aperture angle of the controlled lens.

I - чувствительность линейного прибора с переносом .зар да, при заданных скорости движени  фоточувствительной поверхности и спект- ральном составе излучени , от которой зависит посто нна  составл юща  сигнала, в свою очередь зависит от скорости Vj движени  фоточувствительной поверхности.. Поэтому при осуще- ствлении синтеза заданных пространственных частот N;, путем дискретного изменени  скорости V; происходит изменение амплитуды посто нной составл ющей электрического сигнала. I is the sensitivity of a linear device with a transfer. At a given speed of movement of the photosensitive surface and the spectral composition of the radiation, on which the constant component of the signal depends, in turn depends on the speed Vj of the movement of the photosensitive surface .. Therefore, when synthesis of specified spatial frequencies N ;, by discretely changing the velocity V; the amplitude of the constant component of the electric signal changes.

При вращении дискового модул тора 5 с посто нной частотой п временна  частота модул ции освещенности изображени When rotating the disk modulator 5 with a constant frequency n, the temporal frequency of modulation of the illumination of the image

f n-m const, Q 2 Mf (4)f nm const, Q 2 Mf (4)

где m - число пар секторов дисковогоwhere m is the number of pairs of disk sectors

модул тора , со - углова  скорость выражени  modulator, co - angular velocity of expression

дискового модул тора. При движении фоточувствительной поверхности (зар дового рельефа) со скоростью V вдоль направлени  сканировани  X пространственный период Р 1/Т анализируетс  за врем  . При этом Т представл ет собой период изменени  освещенности изображени  во времени за счет модул ции. С другой стороны, пространственный период освещенности может быть определен какdisk modulator. When a photosensitive surface (charge relief) moves at a velocity V along the scanning direction X, the spatial period P 1 / T is analyzed over time. Here, T is the period of change in the image illumination with time due to modulation. On the other hand, the spatial period of illumination can be defined as

Р T.V. P T.V.

ТогдаThen

N, -i- N, -i-

1 со Vf 2Г V;1 with Vf 2Г V;

ОтсюдаFrom here

27N.  27N.

(5)(five)

В случае, если модул ци  освещенности изображени  производитс  по Q синусоидальному закону, амплитуда выходного сигнала описываетс  выражениемIn the event that the modulation of the illumination of an image is performed according to a Q sinusoidal law, the amplitude of the output signal is described by the expression

+оо+ oo

U(t)U- cosQt A(x)cos---xdx (6)U (t) U-cosQt A (x) cos --- xdx (6)

5555

Однако согласно споробу модул цию освещенности производ т по пр моугольс sHowever, according to the sporeb, the modulation of the illumination is carried out according to the right angle s

0 0

5five

о about

00

5five

Q Q

5five

ному (или близкому к нему) закону. Поэтому дл  получени  выходного сигнала синусоидальной формы сигнал, полученный при такой модул ции, поступает в избирательный усилитель 14, настроенный на посто нную временную частоту и вьщел ющий первую гармонику периодического сигнала. Тогда на выходе избирательного усилител  13 амплитуда гармоники с точностью до посто нного множител  равна значению модул  оптической передаточной функции ФПМ на пространственной частоте N , определ емой соответствующим значением скорости V;, а сигнала описываетс  выражением (6), что полностью соответствует математическому вьфаже- нию дл  ФПМ.Nomu (or close to it) the law. Therefore, to obtain a sinusoidal output signal, the signal obtained by such a modulation is fed to a selective amplifier 14, tuned to a constant time frequency and delimiting the first harmonic of a periodic signal. Then, at the output of the selective amplifier 13, the amplitude of the harmonic with an accuracy of a constant multiplier is equal to the value of the modulus of the optical transfer function of the MTF at the spatial frequency N defined by the corresponding value of the speed V; and the signal is described by the expression (6), which fully corresponds to the mathematical expression for MTF.

Дл  реализации способа скорость вращени  синхронного электродвигател  18 должна поддерживатьс  посто нной , при этом временна  частота моду- л йии освещенности также будет посто нной . Однако может быть нестабильной частота тактовых импульсов син- хрогенератора 9, котора  задает скорость непрерывного сканировани  V; линейного прибора с переносом зар да. При этом пространственна  частота N; не будет соответствовать заданному значению. Чтобы этого не произошло, в синхрогенераторе 9 предусмотрен дополнительный делитель частоты, выход которого соединен с электродвигателем 18о Это позвол ет управл ть скоростью вращени  синхронного электродвигател  18 при непредвиденных изменени х частоты синхрогенератора 9 и тем самым исключить погрешности при синтезе пространственных частот N, .In order to implement the method, the rotational speed of the synchronous motor 18 must be kept constant, while the temporal frequency of the luminance modulation will also be constant. However, it may be unstable the frequency of the clock pulses of the synchronous generator 9, which sets the speed of continuous scanning V; linear device with charge transfer. In this case, the spatial frequency N; will not match the specified value. To prevent this from happening, an additional frequency divider is provided in sync generator 9, the output of which is connected to an 18 o motor. This allows the rotation speed of the synchronous motor 18 to be controlled during unexpected changes in the frequency of the synchro generator 9 and thereby eliminate errors in the synthesis of spatial frequencies N,.

Таким образом, на выходе линейного прибора 8 с переносом зар да получен переменный электрический сигнал, амплитуда первой гармоники которого адекватна КЕМ контролируемой оптической системы на заданной пространственной частоте N;. Полученный сигнал поступает в блок 10 предварительной обработки, который осуществл ет его предварительное усиление и двойную коррелированную выборку. С выхода блока 10 предварительной обработки сигнал поступает на информационный вход управл емого делител  11 напр жени . Управление работой устройства осуществл ет блок 15 управлени , которьй в цифровых кодах задает требуемые значени  скорости движени  фоточувствительной поверхности путем изменени  коэффициента делени  управл емого делител  частоты синхрогене- ратора 9. При этом информаци  об изменении синтезируемой пространственной частоты (.скорости Vj ) поступает на управл емый делитель 11 напр жени , который измен ет свой коэффициент передачи пр мо пропорционально заданному изменению скорости V; . Это адекватно изменению коэффициента передачи обратно пропорционально заданному изменению значени  пространственной час тоты N- . Коэффициент передачи управл емого делител  11 напр жени  поддерживаетс  посто нным дл  заданного значени  пространственной частоты N- за счет наличи  в устройстве контура 20 отрицательной обратной св зи, в который вход т фильтр 12 нижних частот, схема 14 сравнени , источник 15 опорного напр жени . Указанный контур введен в устройство с целью стабили- 25 зации коэффициента передачи на нулевой пространственной частоте. Фильтр 12 нижних частот пропускает на второй вход схемы 14 сравнени  низкочастотную составл ющую сигнала, амплитуда ЗО которой может измен тьс  в процессе работы устройства, например, за счет изменени  коэффициента пропускани  контролируемых оптических систем, их светосилы, посторонних засветок з и т.д. Схема 14 сравнени  производит сравнение амплитуды сигналов, непрерывно поступающих на ее входы от источника 15 опорного напр жени  и от фильтра 12 нижних частот, выраба- о тыва  при этом разностный сигнал, который подаетс  на в торой аналоговьй вход управл емого делител  11 напр - жени . При этом коэффициент передачи последнего измен етс  в соответствии. с изменением посто нной составл ющей информационного сигнала. С выхода управл емого делител  11 напр жени  сигнал подаетс  на информационньшThus, at the output of the linear device 8 with charge transfer, an alternating electrical signal was obtained, the amplitude of the first harmonic of which is adequate to the CEM of the controlled optical system at a given spatial frequency N ;. The received signal enters preprocessing unit 10, which performs its preamplification and double correlated sampling. From the output of the preprocessing unit 10, the signal is fed to the information input of the controlled voltage divider 11. The operation of the device is controlled by the control unit 15, which in the digital codes sets the required speeds of the photosensitive surface by changing the division ratio of the controlled frequency divider of the synchronous generator 9. In this case, information on the change in the synthesized spatial frequency (. Velocity Vj) goes to the controlled voltage divider 11, which changes its transmission coefficient directly proportional to a predetermined change in velocity V; . This is adequate to a change in the transmission coefficient in inverse proportion to a given change in the value of the spatial frequency N-. The transmission coefficient of the controlled voltage divider 11 is kept constant for a given spatial frequency N- due to the presence in the device of the negative feedback circuit 20, which includes a low-pass filter 12, the comparison circuit 14, the reference voltage source 15. The specified contour is introduced into the device in order to stabilize the transmission coefficient at zero spatial frequency. The low pass filter 12 transmits a low frequency component of the signal to the second input of the comparison circuit 14, the DZ amplitude of which can vary during operation of the device, for example, by changing the transmittance of the monitored optical systems, their luminosity, ambient light, etc. Comparison circuit 14 compares the amplitude of signals continuously arriving at its inputs from the source 15 of the reference voltage and from the low-pass filter 12, thereby generating a difference signal, which is fed to the second analog input of the controlled voltage divider 11. In this case, the transfer coefficient of the latter is changed in accordance. with a change in the constant component of the information signal. From the output of the controlled voltage divider 11, the signal is applied to the information

вход избирательного усилител  13, KO-JQ электрический сигнал, адекватный маторый вьщел ет первую гармонику сигнала .. Причем выполнение избирательного усилител  13 в виде синхронного фильтра позвол ет производить его автоматическую частотную подстройку в jj случае непредвиденных изменений временной частоты сигнала. Эти изменени  св заны с управлением скоростьюthe input of the selective amplifier 13, the KO-JQ electrical signal, an adequate material, produces the first harmonic of the signal. Moreover, the execution of the selective amplifier 13 in the form of a synchronous filter allows its automatic frequency adjustment in jj in case of unexpected changes in the signal's time frequency. These changes are related to speed control.

тематическому выражению (1) дл  ФПМ контролируемой оптической системы. Устройство позвол ет производить измерение полихроматической ФПМ в широком диапазоне пространственных частот .the thematic expression (1) for FPM controlled optical system. The device allows the measurement of polychromatic MTF in a wide range of spatial frequencies.

Причем эффективна  спектральна  плотность светового потока в услови Moreover, the effective spectral density of the light flux under conditions of

94089408

вращени  двигател  в случае изменени  тактовой частоты синхрогенератора 9. Дл  осуществлени  автоматической частотной подстройки на управл ю1вд1й вход избирательного усилител  13 поступает сигнал от второго дополнительного выхода синхрогенератора 9, при этом сигнал пропускаетс  через делитель частоты, встроенный в син- хрогенератор 9. Лалее сигнал поступает на регистрирующий прибор 17, где измер етс  амплитуда первой гармоники , соответствующей КПМ на заданной пространственной частоте. С выхода блока 16 управлени  на регистрирующий прибор 17 поступает также информаци  о значении пространственной частоты Ц , , соответствующей измеренной амплитуде. Дискретное последовательное изменение значений скорости движени  задаетс  блоком 16 управлени . Таким образом осуществл етс  синтез любых пространственных частот N. Временный интервал, через ко-, торый возможно произвести смену значени  анализируемой пространственнойrotation of the motor in the event of a change in the clock frequency of the clock generator 9. To implement automatic frequency tuning, the control of the 1st input of the selective amplifier 13 receives a signal from the second auxiliary output of the clock 9, and the signal is passed through a frequency divider built into the clock generator 9. Later, the signal goes to a recording device 17, where the amplitude of the first harmonic corresponding to the QPM at a given spatial frequency is measured. From the output of the control unit 16, the recording device 17 also receives information on the value of the spatial frequency C, corresponding to the measured amplitude. The discrete sequential change in the values of the speed of movement is determined by the control unit 16. Thus, any spatial frequencies N are synthesized. The time interval through which it is possible to change the value of the analyzed spatial

дул ции освещенности изображени . Однако он в меньшей степени зависит от положени  изображени  тест-объекта 4 на светочувствительной поверхности и скорости движени  последней. Поэтому дл  достижени  более высокой производительности контрол  величины указанных параметров устройства могут регулироватьс  в процессе настройки . Кроме того, очень важно поддерживать стабильным значение заданной синтезируемой пространственной частоты в течение всего рабочего цикла, который заканчиваетс  измерением амплитуды сигнала. Устройство (как видно из его схемы и описани ) обладает нерасстраиваемостью по нескольким рабочим параметрам. синтезируемой пространственной частоте, коэффициенту передачи, частотным характеристикам .The illumination image illumination. However, it is less dependent on the position of the image of the test object 4 on the photosensitive surface and the speed of movement of the latter. Therefore, in order to achieve higher performance, monitoring the magnitude of the indicated parameters of the device can be adjusted during the tuning process. In addition, it is very important to maintain a stable value of a given synthesized spatial frequency during the entire working cycle, which ends with measuring the amplitude of the signal. The device (as can be seen from its scheme and description) has a nondegradability in several operating parameters. synthesized spatial frequency, transmission coefficient, frequency characteristics.

На выходе устройства формируетс At the output of the device is formed

тематическому выражению (1) дл  ФПМ контролируемой оптической системы. Устройство позвол ет производить измерение полихроматической ФПМ в широком диапазоне пространственных частот .the thematic expression (1) for FPM controlled optical system. The device allows the measurement of polychromatic MTF in a wide range of spatial frequencies.

Причем эффективна  спектральна  плотность светового потока в услови х измерени  максимально приближена в этом случае к услови м эксплуатации . Это дает возможность повысить достоверность, эффективность, оптимальность контрол  при сохранении высокой точности и производительности . .  электронной обработки сигнала существенно, чтобы любой анализируемой простраственной частоте соответствовала неизменна  временна  час- Ю вую гармонику электрического сигна- тота переменной составл ющей сигнала. Это позвол ет упростить электронную схему обработки сигнала и повысить точность обработки. Указанные обстола , заданные значени  пространственных частот синтезируют последователь ным дискретньм изменением скорости перемещени  фоточувствительной по тельства позвол ют применить предла- 5 верхности приемного анализатора сMoreover, the effective spectral density of the light flux in the measurement conditions is as close as possible in this case to the operating conditions. This makes it possible to increase the reliability, efficiency, optimality of control while maintaining high accuracy and performance. . In electronic signal processing, it is essential that the temporal-frequency harmonic of the electrical signal of the variable component of the signal corresponds to any spatial frequency to be analyzed. This simplifies the signal processing electronics and improves the processing accuracy. These oblazola, the set values of the spatial frequencies are synthesized by sequential discrete changes in the speed of movement of the photosensitive effect, allow you to apply the surface of the receiving analyzer with

гаемьш способ дл  автоматизированного контрол  более широкого класса оптических систем, в ток числе дл  оптических систем массовоги производства , например, кинофотообъективов.A method for the automated control of a wider class of optical systems, including for mass production of optical systems, for example, film photo lenses.

Claims (2)

11 Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быт использовано на предпри ти х оптикомеханической промьпштенности дл  автоматизированного контрол  качества и паспортизации оптических систем пу тем измерени  функции передачи модул ции (ФПМ). Целью изобретени   вл етс  повышение информативности контрол  за счет определени  полихроматической функции передачи модул ции в широком диапазоне пространственных частот . На чертеже представлена структурна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит источник 1 полихроматического излучени , светофильтр 2, конденсор 3, тест-объект 4, вращающийс  дисковый модул тор 5, коллиматорный объектив 6, микрообъектив 7, линейный прибор 8 с переносом зар да, синхрогенератор 9/ блок 10 предварительной обработки, управл емый делитель 11 напр жени , фильтр 12 нижних частот, избирательный усилитель 13, схему 14 сравнени  источники 15 опорного напр жени , блок 16 управлени , регистрирующий прибор 17 и синхронный электродвигатель 18. Источник 1 полихроматического излучени  вьшолнен в виде лампы накали вани . Светофильтр 2 установлен за исто иком излучени  по ходу луча и выполнен из цветного оптического стекла, при этом его спектральный .коэффициент пропускани  рассчитывает с  согласно нижеприведенному, выраже нию. Тест-объект 4 выполнен в виде узкой щелевой диафрагмы и установлен в фокальной плоскости коллиматорного объектива 6. Дисковый модул тор 5 вы полнен в виде радиального растра с прозрачными и непрозрачными участками , установлен на валу синхронного электродвигател  18, вблизи тестобъекта 4. За коллиматорным объективом 6 установлен контролируемый объектив , за которым располагаетс  микрообъектив 7. В плоскости изображени микрообъектива 7, оптически сопр жен ной с плоскостью тест-:объекта 4 и  вл ющейс  плоскостью анализа, установлен линейный прибор 8 с переносом зар да. При этом фоточуВствитель на  поверхность последнего расположе 0 на в плоскости анализа так, что направление движени  зар дов перпендикул рно направлению располржени  щелевой диафрагмы. Линейный прибор 8 с переносом зар да подключен к синхрбгенератору 9 таким образом, что образование зар дов и их перемещение происходит одновременно и под одними и теми же электродами. Первый выход синхрогенератора 9 подключен к линейному прибору 8 с переносом зар да , а второй - к первому входу блока 10 предварительной обработки, второй вход которого соединен с выходом линейного прибора 8 с переносом зар да . Первый дополнительный выход синхрогенератора 9 подключен к синхронному электродвигателю 18, а второй соединен с управл ющим входом избирательного усилител  13. Дополнительный вход синхрогенератора 9 подсоединен к выходу блока 16 управлени . Синхрогенератор 9 снабжен управл емым делителем частоты тактовых импульсов, а также двум  делител ми частоты с фиксированными коэффициентами делени . Выход блока 10 предварительной обработки подсоединен к информационному входу управл емого делител  11 напр жени , цифровой вход которого подключен к выходу блока 16 управлени , а аналоговый вход - к выходу с схемы 14 сравнени . Выход управл емого делител  11 напр жени  соединен с входом фильтра 12 нижних частот, выход которого подключен к второму входу схемы 14 сравнени . Первый вход схемы 14 сравнени  подсоединен к выходу источника 15 опорного напр жени . Выход управл емого делител  11 на пр жени  соединен также с информационным входом избирательного усилител  13, выход которого подсоединен к первому входу регистрирующего прибора 17, к второму входу которого подключен выход блока 16 управлени . При конкрентной реализации устройства в качестве источника излучени  использована лампа накаливани  типа ОП8-9, светофильтр изготовлен из цветного стекла по ГОСТ 9411-75, причем спектральный коэффициент пропускани  светофильтра Cm подбираетс  с учетом соотношени  -..ч Фэи(Л) М Т - -ф()-с где Ф, М относительна  спектраль на  плотность эффективного потока при измерении; спектральна  плотность потока источника света; относительна  спектраль на  чувствительность приемного анализатора спектральньй коэффициен пропускани  контролируе мого объектива, длина волны. В качестве дискового модул тора использована радиальна  мира, котора  15 закреплена на валу синхронного однофазного электродвигател  (тип Г-210) В устройстве применен микрообъектив с числовой апертурой, превышающей апертуру контролируемого объектива, увеличением, которое обеспечивало бы такой размер изображени  тест-объект 4 в плоскости анализа, при котором значение максимальной анализируемой пространственной частоты не превышает предел Найквиста дл  используемого линейного прибора с переносом зар да . Использован линейный прибор с переносом зар да типа ФПЗС-1Л, который работал в режиме непрерывного считывани  зар дов при -отсутствии дериода накоплени , при этом значени  скорости движени  зар дового рельефа задавались с помощью синхрогенератора 9. Последний вьтолнен на интегральных микросхемах 561 серии и включает генератор, тактовой частот управл емый делитель частоты и два , делител  частоты с посто нными коэф- 0 с  фициентами делени . Блок 10 предварительной обработки выполнен на базе интегральных мик росхем 140УД8 и КР590КН5. Блок 16 управлени  реализован на интегральных микросхемах 561 серии. Управл емый делитель 11 частоты выполнен с применением мультиплексора КР591КН1 и операционного усилите- 50 св з л  140УД8, которые используютс  также при реализации избирательного усилител  13. Источник 15 опорного напр жени  вьтолнен на базе прецизионного ста- 55 билитрона Д818Е. В качестве схемы сравнени  применена схема на операционном усилителе 140УД8. разо где 404 Устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа работает следующим образом. Источник 1 излучени , имеющий широкий спектральный диапазон, с помощью светофильтра 2 и конденсатора 3 освещает тест-объект 4. Коллиматорньш объектив 6, контролируемый объектив и микрообъектив 7 формируют изображение тест-объекта 4 на фоточувствительной поверхности линейного прибора 8 с переносом зар да. Изображение тест-объекта 4, который можно рассматривать как вторичный излучатель. имеетпространственное распределение освещенности Е(х) вдоль направлени  движени  фоточувствительной поверхности х в виде функции рассе ни  линии Ад(х) контролируемого объектива . При отсутствии модул ции светового потока источника 1 излучени  и посто нной скорости движени  фоточувствительной поверхности (зар дового рельефа) линейного прибора 8 с переносом зар да амплитуда видеосигнала на выходе последнего будет посто нной U(t) const. При этом линейный прибор 8 с переносом зар да работает в режиме непрерывного считывани  зар дов в отсутствии периода накоплени . Тогда величина зар дового пакета по мере его продвижени  по освещенному участку фоточувствительной поверхности приемного анализатора возрастает в каждой точке на величину,, пропорциональную значению освещенности в этой точке. С помощью такого режима работы линейного прибора 8 с переносом зар да производитинтегрирующее считывание значений освещенности изображени  вдоль направлени  движени  зар дов. Амплитуда выходного сигнала будет пропорциональна КИМ контролируемого объектива на нулевой пространственной частоте . Однако амплитуда посто нной составл ющей электрического сигнала даже при отсутствии модул ции освещенности изображени  может измен тьс . Это ано с тем, что посто нна  преобвани  К, определ ема  как К В(з1пЫ)1 , (3) В -  ркость источника излучени ; (Л - действующий задний аперт.урный угол контролируемого объектива . I - чувствительность линейного прибора с переносом .зар да, при заданных скорости движени  фоточувствительной поверхности и спектральном составе излучени , от которой зависит посто нна  составл юща  сигнала, в свою очередь зависит от скорости Vj движени  фоточувствитель ной поверхности.. Поэтому при осуществлении синтеза заданных пространственных частот N;, путем дискретного изменени  скорости V; происходи изменение амплитуды посто нной составл ющей электрического сигнала. При вращении дискового модул тора 5 с посто нной частотой п временна  частота модул ции освещенности изоб ражени  f n-m const, Q 2Mf (4 где m - число пар секторов дисковог модул тора, со - углова  скорость выражени  дискового модул тора. При движении фоточувствительной поверхности (зар дового рельефа) со скоростью V вдоль направлени  сканировани  X пространственный перио Р 1/Т анализируетс  за врем  . При этом Т представл ет собой перио изменени  освещенности изображени  во времени за счет модул ции. С дру гой стороны, пространственный перио освещенности может быть о ределен как Р T.V. N, со Vf 2Г V; Отсюда 27N. В случае, если модул ци  освещен ности изображени  производитс  по синусоидальному закону, амплитуда в ходного сигнала описываетс  выражением U(t)U- cosQt A(x)cos---xdx (6 Однако согласно споробу модул ци освещенности производ т по пр моуго ному (или близкому к нему) закону. Поэтому дл  получени  выходного сигнаа синусоидальной формы сигнал, полученный при такой модул ции, поступает в избирательный усилитель 14, настроенный на посто нную временную частоту и вьщел ющий первую гармонику периодического сигнала. Тогда на выходе избирательного усилител  13 амплитуда гармоники с точностью до посто нного множител  равна значению модул  оптической передаточной функции ФПМ на пространственной частоте N, определ емой соответствующим значением скорости V;, а сигнала описываетс  выражением (6), что полностью соответствует математическому вьфажению дл  ФПМ. Дл  реализации способа скорость вращени  синхронного электродвигател  18 должна поддерживатьс  посто нной , при этом временна  частота модул йии освещенности также будет посто нной . Однако может быть нестабильной частота тактовых импульсов синхрогенератора 9, котора  задает скорость непрерывного сканировани  V; линейного прибора с переносом зар да. При этом пространственна  частота N; не будет соответствовать заданному значению. Чтобы этого не произошло, в синхрогенераторе 9 предусмотрен дополнительный делитель частоты, выход которого соединен с электродвигателем 18о Это позвол ет управл ть скоростью вращени  синхронного электродвигател  18 при непредвиденных изменени х частоты синхрогенератора 9 и тем самым исключить погрешности при синтезе пространственных частот N, . Таким образом, на выходе линейного прибора 8 с переносом зар да получен переменный электрический сигнал, амплитуда первой гармоники которого адекватна КЕМ контролируемой оптической системы на заданной пространственной частоте N;. Полученный сигнал поступает в блок 10 предварительной обработки, который осуществл ет его предварительное усиление и двойную коррелированную выборку. С выхода блока 10 предварительной обработки сигнал поступает на информационный вход управл емого делител  11 напр жени . Управление работой устройства осуществл ет блок 15 управлени , которьй в цифровых кодах задает требуемые значени  скорости движени  фоточувствительной поверхности путем изменени  коэффициента делени  управ л емого делител  частоты синхрогенератора 9. При этом информаци  об изменении синтезируемой пространственно частоты (.скорости Vj ) поступает на управл емый делитель 11 напр жени , который измен ет свой коэффициент пе редачи пр мо пропорционально заданно му изменению скорости V; . Это адекватно изменению коэффициента передач обратно пропорционально заданному из менению значени  пространственной ча тоты N- . Коэффициент передачи управл емого делител  11 напр жени  подде живаетс  посто нным дл  заданного зн чени  пространственной частоты Nза счет наличи  в устройстве контура отрицательной обратной св зи, в кото рый вход т фильтр 12 нижних частот, схема 14 сравнени , источник 15 опор ного напр жени . Указанный контур введен в устройство с целью стабилизации коэффициента передачи на нулевой пространственной частоте. Фильтр 12 нижних частот пропускает на второй вход схемы 14 сравнени  низкочастотную составл ющую сигнала, амплитуда которой может измен тьс  в процессе работы устройства, например, за счет изменени  коэффициента пропускани  контролируемых оптических систем, их светосилы, посторонних засветок и т.д. Схема 14 сравнени  производит сравнение амплитуды сигналов, непрерывно поступающих на ее входы от источника 15 опорного напр жени  и от фильтра 12 нижних частот, вырабатыва  при этом разностный сигнал, который подаетс  на второй аналоговьй вход управл емого делител  11 напр жени . При этом коэффициент передачи последнего измен етс  в соответствии. с изменением посто нной составл ющей информационного сигнала. С выхода управл емого делител  11 напр жени  сигнал подаетс  на информационньш вход избирательного усилител  13, KOторый вьщел ет первую гармонику сигнала .. Причем выполнение избирательного усилител  13 в виде синхронного фильтра позвол ет производить его автоматическую частотную подстройку в случае непредвиденных изменений временной частоты сигнала. Эти изменени  св заны с управлением скоростью 9408 вращени  двигател  в случае изменени  тактовой частоты синхрогенератора 9. Дл  осуществлени  автоматической частотной подстройки на управл ю1вд1й вход избирательного усилител  13 поступает сигнал от второго дополнительного выхода синхрогенератора 9, при этом сигнал пропускаетс  через делитель частоты, встроенный в синхрогенератор 9. Лалее сигнал поступает на регистрирующий прибор 17, где измер етс  амплитуда первой гармоники , соответствующей КПМ на заданной пространственной частоте. С выхода блока 16 управлени  на регистрирующий прибор 17 поступает также информаци  о значении пространственной частоты Ц, , соответствующей измеренной амплитуде. Дискретное последовательное изменение значений скорости движени  задаетс  блоком 16 управлени . Таким образом осуществл етс  синтез любых пространственных частот N. Временный интервал, через ко-, торый возможно произвести смену значени  анализируемой пространственной дул ции освещенности изображени . Однако он в меньшей степени зависит от положени  изображени  тест-объекта 4 на светочувствительной поверхности и скорости движени  последней. Поэтому дл  достижени  более высокой производительности контрол  величины указанных параметров устройства могут регулироватьс  в процессе настройки . Кроме того, очень важно поддерживать стабильным значение заданной синтезируемой пространственной частоты в течение всего рабочего цикла, который заканчиваетс  измерением амплитуды сигнала. Устройство (как видно из его схемы и описани ) облаает нерасстраиваемостью по нескольим рабочим параметрам. синтезируемой ространственной частоте, коэффицинту передачи, частотным характерисикам . На выходе устройства формируетс  электрический сигнал, адекватный математическому выражению (1) дл  ФПМ контролируемой оптической системы. Устройство позвол ет производить измерение полихроматической ФПМ в широком диапазоне пространственных частот . Причем эффективна  спектральна  плотность светового потока в услови х измерени  максимально приближена в этом случае к услови м эксплуатации . Это дает возможность повысить достоверность, эффективность, оптимальность контрол  при сохранении высокой точности и производительности . .  электронной обработки сигнала существенно, чтобы любой анализируемой простраственной частоте соответствовала неизменна  временна  час тота переменной составл ющей сигнала Это позвол ет упростить электронную схему обработки сигнала и повысить точность обработки. Указанные обсто тельства позвол ют применить предла- 5 гаемьш способ дл  автоматизированного контрол  более широкого класса оп тических систем, в ток числе дл  оптических систем массовоги производст ва, например, кинофотообъективов. Формула изобретени  1 . Способ контрол  качества оптических систем, заключающийс  в формировании изображени  щелевого излучател  в плоскости анализа, модул ци освещенности указанного изображени , перемещении приемного анализатора в плоскости анализа перпендикул рно на правлению расположени  щелевого излучател  с одновременным осуществлением интегрирующего считьшани  пространственно-временного распределени освещенности Е (х, t) в изображении щелевого излучател , преобразовании результата регистрации этого распределени  в переменный электрический сигнал вида U(t)K-cosut j Лд(х)-cos- -x-dx, (1) где К - посто нна  преобразовани ; со - временна  частота модул ции освещенности; V - линейна  скорость движени  фоточувствительной поверхности приемного анализатора Ад(х)-функци  рассе ни  линии конт ролируемой оптической системы; X - текущее значение координаты в направлении движени ; t - текущее значение времени измерении амплитуды полученного сигнала и определении функции передачи модул ции контролируемой оптической системы, отличающийс  тем что, с целью повышени  информативности контрол  за счет определени  полихроматической функции передачи модул ции в широком диапазоне пространственных частот, модул цию освещенности изображени  производ т с посто нной временной частотой, перед измерением амплитуды выдел ют первую гармонику электрического сигнала , заданные значени  пространственных частот синтезируют последовательным дискретньм изменением скорости перемещени  фоточувствительной поверхности приемного анализатора с временным интервалом, превышающим период модул ции освещенности изображени , при этом значени  коэффициента передачи электрического сигнала устанавливают обратно пропорциональньми значени м синтезируемой простраственной частоты. 11 The invention relates to instrumentation engineering and can be used in optical-mechanical enterprises for automated quality control and certification of optical systems by measuring the modulation transfer function (MTF). The aim of the invention is to increase the information content of the control by determining the polychromatic modulation transfer function in a wide range of spatial frequencies. The drawing shows a block diagram of the device that implements the proposed method. The device contains a source of polychromatic radiation 1, a light filter 2, a condenser 3, a test object 4, a rotating disk modulator 5, a collimator lens 6, a micro-lens 7, a linear device 8 with charge transfer, a synchro-generator 9 / preprocessing unit 10, a controlled divider 11 voltage, low pass filter 12, selective amplifier 13, comparison circuit 14, reference voltage sources 15, control unit 16, recording device 17 and synchronous motor 18. Polychromatic radiation source 1 performed in the form of lamps Wanna Vani. The light filter 2 is installed at the source of radiation along the beam and is made of colored optical glass, while its spectral transmittance is calculated from according to the following expression. The test object 4 is made in the form of a narrow slit diaphragm and installed in the focal plane of the collimator lens 6. The disk modulator 5 is made in the form of a radial raster with transparent and opaque areas, mounted on the shaft of the synchronous motor 18, near the test object 4. Behind the collimator lens 6 a controlled lens is installed, behind which the micro-lens 7 is located. In the image plane of the micro-lens 7, optically conjugated with the test-plane: object 4 and being the analysis plane, is set linear 8 device with charge transfer. At the same time, the photopresenter is located on the surface of the latter on the analysis plane so that the direction of charge movement is perpendicular to the direction of opening of the slit diaphragm. Linear device 8 with charge transfer is connected to a sync generator 9 in such a way that the formation of charges and their movement occurs simultaneously and under the same electrodes. The first output of the synchronous generator 9 is connected to a linear device 8 with charge transfer, and the second to the first input of the preprocessing unit 10, the second input of which is connected to the output of the linear device 8 with charge transfer. The first additional output of the synchronous generator 9 is connected to the synchronous motor 18, and the second is connected to the control input of the selective amplifier 13. The additional input of the synchronous generator 9 is connected to the output of the control unit 16. The clock generator 9 is equipped with a controlled clock frequency divider, as well as two frequency dividers with fixed division factors. The output of the preprocessing unit 10 is connected to the information input of the controlled voltage divider 11, the digital input of which is connected to the output of the control unit 16, and the analog input to the output of the comparison circuit 14. The output of the controlled voltage divider 11 is connected to the input of the low-pass filter 12, the output of which is connected to the second input of the comparison circuit 14. The first input of the comparison circuit 14 is connected to the output of the voltage source 15. The output of the controlled voltage divider 11 is also connected to the information input of the selective amplifier 13, the output of which is connected to the first input of the recording device 17, to the second input of which the output of the control unit 16 is connected. In the case of a specific implementation of the device, an incandescent lamp of type OP8-9 was used as the radiation source, the light filter was made of colored glass according to GOST 9411-75, and the spectral transmittance of the light filter Cm was selected taking into account the ratio - .. h Fei (L) M T - -f () - c where F, M is the relative spectral on the density of the effective flow when measured; spectral flux density of the light source; relative spectral sensitivity of the receiving analyzer spectral transmittance of the controlled lens, wavelength. A radial world is used as a disk modulator, which is fixed on the shaft of a synchronous single-phase electric motor (type G-210). The device uses a micro-lens with a numerical aperture exceeding the aperture of the controlled lens, an increase that would ensure that the image size of the test object 4 in the plane analysis, in which the value of the maximum analyzed spatial frequency does not exceed the Nyquist limit for the used linear device with charge transfer. A linear FPZS-1L type charge transfer device was used, which operated in the continuous charge reading mode in the absence of an accumulation deode, while the values of the charging relief speed were set using a synchro-generator 9. The latter is complete on the 561 series integrated circuits and turns on the generator , a clock frequency controlled frequency divider and two, a frequency divider with constant coefficients of 0 with division factors. The preprocessing unit 10 is made on the basis of the 140UD8 and KR590KN5 integrated circuits. The control unit 16 is implemented on integrated circuits 561 series. The controlled frequency divider 11 is made using the KR591KN1 multiplexer and the operational amplification-50 connection 140UD8, which are also used in the implementation of the selective amplifier 13. The reference voltage source 15 is made on the basis of the D818E precision stabilizer. A circuit on the 140UD8 operational amplifier is used as a comparison circuit. where 404 A device for implementing the proposed method works as follows. A radiation source 1 having a wide spectral range, using a light filter 2 and a capacitor 3, illuminates the test object 4. The collimator lens 6, the controlled lens and the micro lens 7 form an image of the test object 4 on the photosensitive surface of the linear device 8 with charge transfer. Image of test object 4, which can be considered as a secondary emitter. has a spatial distribution of illuminance E (x) along the direction of movement of the photosensitive surface x as a function of the scatter of the line Ad (x) of the monitored lens. In the absence of modulation of the luminous flux of the radiation source 1 and a constant speed of movement of the photosensitive surface (charge relief) of the linear device 8 with charge transfer, the amplitude of the video signal at the output of the latter will be constant U (t) const. In this case, the linear device 8 with charge transfer operates in the continuous charge reading mode in the absence of an accumulation period. Then the value of the charge packet as it progresses along the illuminated portion of the photosensitive surface of the receiving analyzer increases at each point by a value proportional to the value of the illumination at that point. Using this mode of operation of the linear device 8 with charge transfer produces an integrating readout of the image illumination values along the direction of motion of the charges. The amplitude of the output signal will be proportional to the CMM of the controlled lens at zero spatial frequency. However, the amplitude of the constant component of the electrical signal, even in the absence of modulation of the illumination of the image, may vary. This is due to the fact that the constant prevalence of K, defined as K B (3), (3) B is the brightness of the radiation source; (L is the effective rear aperture angle of the lens being monitored. I is the sensitivity of the linear device with charge transfer, at a given speed of movement of the photosensitive surface and the spectral composition of the radiation on which the constants of the signal depend, in turn depends on the speed Vj motion of the photosensitive surface. Therefore, when synthesizing the specified spatial frequencies N ;, by discretely changing the velocity V, the amplitude of the constant component of the electrical signal.When rotating the disk modulator 5 with a constant frequency n, the temporal frequency of modulation of the illumination of the image is f nm const, Q 2Mf (4 where m is the number of pairs of sectors of the disk modulator, co is the angular velocity of the disk modulator expression. When moving photosensitive surface (charge terrain) with a velocity V along the scanning direction X, the spatial period P 1 / T is analyzed over time. In this case, T is the period of change of the image illumination over time due to modulation. On the other hand, the spatial period of illumination can be defined as Р T.V. N, with Vf 2Г V; From here 27N. If the modulation of the illumination of the image is carried out according to a sinusoidal law, the amplitude in the input signal is described by the expression U (t) U-cosQt A (x) cos --- xdx (6 However, according to the displacement, the modulation of the illumination is carried out (or close to it) law. Therefore, to obtain a sinusoidal output signal, the signal obtained by such a modulation is fed to a selective amplifier 14, tuned to a constant time frequency and separating the first harmonic of a periodic signal. The amplitude of the harmonic with an accuracy of a constant factor is equal to the value of the modulus of the optical transfer function of the MTF at the spatial frequency N. Determined by the corresponding value of the velocity V; and the signal is described by the expression (6), which fully corresponds to the mathematical magnitude for the MTF. rotation of the synchronous motor 18 must be kept constant, while the temporal frequency of the modulation of the illumination will also be constant. However, it may be unstable the frequency of the clock pulses of the sync generator 9, which sets the speed of continuous scanning V; linear device with charge transfer. In this case, the spatial frequency N; will not match the specified value. To prevent this from happening, an additional frequency divider is provided in sync generator 9, the output of which is connected to an 18 o motor. This allows the rotation speed of the synchronous motor 18 to be controlled during unexpected changes in the frequency of the synchro generator 9 and thereby eliminate errors in the synthesis of spatial frequencies N,. Thus, at the output of the linear device 8 with charge transfer, an alternating electrical signal was obtained, the amplitude of the first harmonic of which is adequate to the CEM of the controlled optical system at a given spatial frequency N ;. The received signal enters preprocessing unit 10, which performs its preamplification and double correlated sampling. From the output of the preprocessing unit 10, the signal is fed to the information input of the controlled voltage divider 11. The operation of the device is controlled by the control unit 15, which in the digital codes sets the required speeds of the photosensitive surface by changing the division factor of the controlled frequency divider of the synchronous generator 9. In this case, information on the change in the synthesized spatial frequency (. Velocity Vj) goes to the controlled divider 11 voltage, which changes its transmission coefficient directly proportional to a given change in velocity V; . This is adequate to a change in the transmission coefficient in inverse proportion to a given change in the value of the spatial N-frequency. The transmission coefficient of the controlled voltage divider 11 is kept constant for a given spatial frequency N due to the presence of a negative feedback loop in the device, which includes a low-pass filter 12, a comparison circuit 14, a source 15 of the reference voltage. The specified circuit is introduced into the device in order to stabilize the transmission coefficient at zero spatial frequency. The low pass filter 12 transmits to the second input of the comparison circuit 14 a low frequency component of the signal, the amplitude of which may vary during operation of the device, for example, by changing the transmittance of the monitored optical systems, their luminosity levels, ambient light, etc. Comparison circuit 14 compares the amplitude of signals continuously arriving at its inputs from the source 15 of the reference voltage and from the low-pass filter 12, producing a difference signal that is fed to the second analog input of the controlled voltage divider 11. In this case, the transfer coefficient of the latter is changed in accordance. with a change in the constant component of the information signal. From the output of the controlled voltage divider 11, the signal is fed to the information input of the selective amplifier 13, the second identifies the first harmonic of the signal. Moreover, the execution of the selective amplifier 13 in the form of a synchronous filter allows its automatic frequency adjustment in the event of unexpected changes in the time frequency of the signal. These changes are related to the speed control 9408 of the motor in the event of a change in the clock frequency of the synchronous generator 9. The signal from the second additional output of the synchronous generator 9 is fed to the control 1 in 1 input of the selective amplifier 13, and the signal is passed through a frequency divider embedded in the synchronous generator 9. Further, the signal enters the recording device 17, where the amplitude of the first harmonic corresponding to the QPM at a given spatial frequency is measured. From the output of the control unit 16, the recording device 17 also receives information on the value of the spatial frequency C, corresponding to the measured amplitude. The discrete sequential change in the values of the speed of movement is determined by the control unit 16. Thus, any spatial frequency N is synthesized. The time interval through which it is possible to change the value of the analyzed spatial illumination of the image. However, it is less dependent on the position of the image of the test object 4 on the photosensitive surface and the speed of movement of the latter. Therefore, in order to achieve higher performance, monitoring the magnitude of the indicated parameters of the device can be adjusted during the tuning process. In addition, it is very important to maintain a stable value of a given synthesized spatial frequency during the entire working cycle, which ends with measuring the amplitude of the signal. The device (as can be seen from its scheme and description) has a nondegradability in several operating parameters. synthesized living frequency, transmission coefficient, frequency characteristics. At the output of the device, an electrical signal is generated that is adequate to the mathematical expression (1) for the MTF of the controlled optical system. The device allows the measurement of polychromatic MTF in a wide range of spatial frequencies. Moreover, the effective spectral density of the light flux in the measurement conditions is as close as possible in this case to the operating conditions. This makes it possible to increase the reliability, efficiency, optimality of control while maintaining high accuracy and performance. . It is essential for electronic signal processing that any analyzed spatial frequency corresponds to a constant time frequency of the variable component of the signal. This makes it possible to simplify the electronic signal processing circuit and improve processing accuracy. These circumstances make it possible to apply the proposed method to the automated control of a wider class of optical systems, including optical mass production systems, such as cinema photo lenses, for optical systems. Claim 1. The method of quality control of optical systems, which consists in forming an image of a slit emitter in the analysis plane, modulating the illumination of the specified image, moving the receiving analyzer in the analysis plane perpendicular to the location of the slit radiator while simultaneously integrating the spatial and spatial distribution of illumination E (x, t ) in the image of a slot radiator, converting the result of registering this distribution into an alternating electric sy drove like U (t) K-cosut j Ld (x) -cos-x-dx, (1) where K is a constant transformation; co-frequency luminance modulation frequency; V is the linear velocity of the photosensitive surface of the receiving analyzer Ad (x) is the scattering function of the line of the monitored optical system; X is the current value of the coordinate in the direction of motion; t is the current time value of measuring the amplitude of the received signal and determining the modulation transfer function of the monitored optical system, characterized in that, in order to increase the information content of the control by determining the polychromatic modulation transfer function in a wide range of spatial frequencies, the image light is modulated continuously. temporal frequency, before measuring the amplitude, the first harmonic of the electric signal is extracted, the set values of the spatial frequencies are synthesized diskretnm sequentially changing speed of the photosensitive surface of the receiver with a time interval analyzer, the period exceeding the modulation image illumination, the value of the electrical signal back to the gain set value m proportsionalnmi prostrastvennoy synthesized frequency. 2. Устройство дл  контрол  качества оптических систем, содержащее последовательно расположенные по ходу луча .источник излучени , конденсор, тест-объект в виде а1;елевой диафрагмы, коллиматорньш объектив, микрообъектив , линейный прибор с переносом зар да , фоточувствительна  поверхность которого установлена в плоскости и изображени  микрообъектива и ориентирована длинной стороной в направлении , поперечном расположению изображени  щелевой диафрагмы, и регистрирующий прибор, причем тест-объект помещен в фокальной плоскости коллиматорного объектива, а предметна  плоскость микрообъектива совмещена с задней фокальной плоскостью контролируемой оптической системы, а также синхрогенератор, блок предва™ рительной обработки, фильтр нижних частот, схему сравнени , источник опорного напр жени ., при этом линейный прибор с переносом зар да подключен к первому выходу синхрогенератора , второй выход которого соединен с первым входом блока предварительной обработки, к второму входу которого подключен выход линейного прибора с переносом зар да, первый вход .сравнени  подключен к источнику опорного напр жени , а второй вход соединен с выходом фильтра нижних частот, отличающеес  тем, что, с целью повышени  информативности и достоверности контрол  за счет определени  полихроматической функции передачи Модул ции в широком диапазоне пространственных частот, в него введены вращающийс  дисковый модул тор между диафрагмой и коллиматорным объективом , соединенный с синхронным электродвигателем , светофильтр, расположенный между источником излучени  и конденсором, управл емый делитель напр жени , избирательный усилитель, блок управлени , синхрогенератор с регулировкой частоты следовани  импульсов , задающих скорость движени  фоточувствительной поверхности, и имеет дополнительный вход и два допол нительных выхода, первый из которых соединен с синхронным электродвигателем , а второй подключен к управл ющему входу избирательного усилител , выход блока управлени  соединен с входом синхрогенератора, с вторым входом регистрирующего прибора и с цифровым входом управл емого делител  напр жени , информационный вход которого подсоединен к выходу блока предварительной обработки, второй аналоговый вход подключен к выходу схемы сравнени , а выход - к входу фильтра нижних частот и информационному входу избирательного усилител , выход которого подсоединен к первому входу регистрирующего прибора.2. A device for monitoring the quality of optical systems, containing successively located along the beam a source of radiation, a condenser, a test object in the form of a1; a spruce diaphragm, a collimator lens, a micro lens, a linear device with charge transfer, whose photosensitive surface is installed in a plane and the image of the microobjective and is oriented with the long side in the direction, the transverse position of the image of the slit diaphragm, and the recording device, with the test object placed in the focal plane of the collima the objective lens, and the microscopic objective plane is combined with the rear focal plane of the monitored optical system, as well as a synchronous generator, a preliminary processing unit, a low-pass filter, a comparison circuit, a reference voltage source, while the linear device with charge transfer is connected to the first the output of the synchronous generator, the second output of which is connected to the first input of the preprocessing unit, to the second input of which the output of the linear device with charge transfer is connected, the first input. Connected to the reference voltage source, and the second input is connected to the output of the low-pass filter, characterized in that, in order to increase the information content and reliability of control by determining the polychromatic modulation transfer function in a wide range of spatial frequencies, a rotating disk modulator is inserted into it between the diaphragm and the collimator lens, connected to a synchronous motor, a light filter located between the radiation source and the condenser, controlled by a voltage divider, a booster amplifier, a control unit, a synchronous generator with adjustable pulse frequency setting the speed of the photosensitive surface, and has an additional input and two additional outputs, the first of which is connected to a synchronous motor, and the second is connected to the control input of the selective amplifier, the output of the control unit connected to the synchronous generator input, to the second input of the registering device and to the digital input of a controlled voltage divider, whose information input is connected output pretreatment unit, the second analog input is connected to the output of the comparison circuit, and an output - to an input of a lowpass filter and a data input of the selective amplifier, whose output is connected to the first input of the recording device.
SU853877118A 1985-04-01 1985-04-01 Method of checking quality of optical systems and devices for effecting same SU1276940A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853877118A SU1276940A1 (en) 1985-04-01 1985-04-01 Method of checking quality of optical systems and devices for effecting same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853877118A SU1276940A1 (en) 1985-04-01 1985-04-01 Method of checking quality of optical systems and devices for effecting same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1276940A1 true SU1276940A1 (en) 1986-12-15

Family

ID=21170569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853877118A SU1276940A1 (en) 1985-04-01 1985-04-01 Method of checking quality of optical systems and devices for effecting same

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1276940A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Креопалова Г.В., Пур ев Д.Т. Исследование и контроль оптических систем. М.: Машиностроение, 1978, с. 88-91. Шульман М.Я. Измерение передаточных функций оптических систем. Л1 Машиностроение, 1980, с. 88-93. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3896304A (en) Automatic focus adjustment means
US3555280A (en) Automatic focus sensor and control
US3940623A (en) Apparatus for measuring the proportion or quantity of a component in a radiation-transparent mixture
Hanlon et al. Ultracentrifuge studies with absorption optics: I. An automatic photoelectric scanning absorption system
Howard et al. The Mount Wilson magnetograph
US3017801A (en) Device for measuring the width or diameter of fixed or movable tapes and wires
SU1276940A1 (en) Method of checking quality of optical systems and devices for effecting same
US4158131A (en) Method and apparatus for automatic parallax determination
GB1280313A (en) Optical bench and method for testing optical systems
US5239353A (en) Optical distance measuring apparatus
US4104517A (en) Method and optical system for automatic parallax determination
US3561870A (en) Image motion detection system
US2968736A (en) Cycling mechanism for photoelectrical devices
GB1477178A (en) Digital indicating lens meters
SU1763953A1 (en) Atmospheric refraction measuring device
SU1087780A1 (en) Two-beam differential photometer
SU651375A1 (en) Arrangement for measuring contrast transfer function of optical systems
SU1368741A1 (en) Device for checking defects
GB1475232A (en) Method of measuring the relative spacing of an object from an optical image correlator
SU434621A1 (en) FLOWER ANALYZING DEVICE
SU838323A1 (en) Device for contactless measuring of surface geometric parameters
SU902034A1 (en) Photocompensation converter of negative blackness density to logarithm of light flux intensity
SU1239522A1 (en) Method and apparatus for measuring vibrations
RU25219U1 (en) ANGULAR MOVEMENT CONVERTER
SU1206640A1 (en) Method of inspecting quality of optical systems and arrangement for accomplishment of same