SU1281950A1 - Устройство дл определени положени фокальной плоскости объектива - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению. Дл  обеспечени  измерени  положени  фокальной плоскости при измерении больших величин расфокусировок объективов с различными фокусными рассто ни ми за светоделителем 5 установлены внеосе- ва  диафрагма 14, цилиндрическа  лин

Description

3

(Л

ISJ

за 15, механизм изменени  рассто ни  (МИР) 16 между светочувствительными элементами линейки 17 фотоприемников Основной фотоприемник 8 и соосна  ем отражающа  поверхность 7 кинематически св заны с МИР 16. Приведен вариант выполнени  МИР в виде разрезной диафрагмы в форме тавра, установленной перед четырехэлементным фотоприемником типа квадрант. Обе половины диафрагмы установлены с возможностью взаимно противоположного возвратно- поступательного перемещени  клином 22 через толкатель 23 на рассто ние, регистрируемое на шкале подвижки платформы 21. На линейке 17 фотоприИз .обретение относитс  к оптическому приборостроению, может быть использовано в контрольно-измерительной технике дл  определени  положени  фокальной плоскости объективов и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1167467.

Цель изобретени  - обеспечение измерени  положени  фокальной плоскости при измерении больших величин расфокусировок, объективов с различными фокусными рассто ни ми.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - схема взаимного расположени  разрезной диафрагмы в форме тавра и четырехэлементного фотоприемника (квадранта); на фиг.З - диаграммы изменени  освещенности Е, разности освещенностей uR в соседних полупериодах на светоприемной площадке фотоприемника, электрических сигналов: измерительного Ugs , командного и управл ющего Uiinp в зависимости от расфокусировки и объектива . .

Устройство дл  определени  положени  фокальной плоско сти объектива содержит тест-объект 1, освещаемый источником света 2, испытуемый объектив 3, коллиматорный объектив 4, установ- ленный под углом к его оси, светоделитель 5 и расположенные по обе стороны светоделител  5 отражающие поемников из части модулированного светового сигнала, прошедшей диафрагму 14, цилиндрической линзой 15 в плоскости разрезной диафрагмы МИР 16 формируетс  изображение тест-объекта 1 в виде свет щейс  полосы. При зтом на выходе линейки 17 по вл етс  опорный электрический сигнал, с помощью которого пульсирующий по амплитуде электрический сигнал с цепи основного фотоприемника 8 подаетс  на исполнительный механизм 35, который механизмом 36 перемещени  осуществл ет компенсацию вы вленной расфокусировки. Величину и i знак расфокусировки считьгоают с индикаторного устройства 39. I з.п.ф-лы. Зил.

верхности 6 и 7, выполненные в виде плоских зеркал. Светоприемна  площадка 8 фотоприемника установлена на участке совпадени  оптических осей фокусирующих элементов, содержащих отражающие поверхности 6 и 7, посередине рассто ни  между их фокальными плоскост ми 9 и 10. Между отражающи . . . .

МИ поверхност ми 6 и 7 и светоделителем 5 уст ановлен модул тор света, выполненный в виде непрозрачного полудиска 11, закрепленного на валу электродвигател  12. Поверхность 13

полудиска 11, обращенна  к светоделителю 5, выполнена зеркальной. Соосно оптической оси объектива 4, отклоненной поверхностью 13, установлены вне- осева  диафрагма 14, цилиндрическа  .

линза 15, механизм изменени  рассто ни  между светочувствительными элементами трехэлементной линейки фотоприемников , выполненный в виде разрезной диафрагмы 16 в форме тавра и

четырехэлементного. фотоприемника

(квадранта) 17. Обе половины 18 и 19 (фиг.2) разрезной диафрагмы 16 установлены с возможностью взаимно противоположного возвратно-поступательного перемещени  относительно центра линий 20 раздела светочувствитель-, ных площадок фотоприемника 17. На фиг.2 одна половина 19 разрезной диафрагмы 16 показана точечными лини и , а фотоприемник (квадрант) 17 - унктирными лини ми. Светоприемна  лощадка 8 фотоприемника и плоское зеркало 7 закреплены на платформе 21, становленной с возможностью воз- j вратно-поступательного перемещени  вдоль оси зеркала 7. Платформа 21 при помощи клина 22 и толкател  23 кинематически св зана с разрезной диафрагмой 16. При этом перемещение тол- ю кател  23 в одном направлении вызьгеа- ет перемещение половин 18 и 19 диаф- рагмы 16 в направлении друг к другу при помощи, например, кулачкового механизма , а перемещение толкател  23 В15 обратную сторону вызывает перемещение половин 18 и 19 в направлении друг от друга..

Выход фотоприемника со светоприем- ной площадкой 8 подключен через уси- литель 24 к сравнивающему электронно-, му устройству, содержащему фазовый детектор 25. Выход среднего элемента 26 (фиг.2) трехэлементной линейки фотоприемников подключен через усили- .,5 тель 27 к второму входу фазового детектора 25 и к управл ющему входу обмотки электромагнитного реле 28. Выходы крайних элементов 29 и 30 трехэле- ментной линейки фотоприемников под- ключены через усилители 31 и 32 к двум входам переключател  пол рности 33. Выход переключател  пол рности

33:через нормально замкнутый контакт

34электромагнитного реле 28 соединен

с управл ющим входом исполнительного 35 механизма 35, кинематически св занного с механизмом 36 перемещени  столика 37 вдоль оптической оси объектива 3. Механизм 36 кинематически св зан с датчиком 38 перемещений, выход кото- рого соединен с входом индикаторного устройства 39, например цифрового вольтметра. Выход фазового детектора 25 через нормально замкнутый контакт 40 электромагнитного реле 28 соеди- нен с управл ющим входом исполнительного механизма 35.

Определение положени  фокальной плоскости объектива 3 осуществл етс  следующим образом.50

Перед измерением линейным перемещением платформы 21 устанавливают рассто ние 2&i между плоскост ми 9 и 10 в зависимости от фокусного рассто ни  испытуемого объектива 3. При 55 этом клин 22 платформы 21 через толкатель 23 соответственно рассто нию 2&i измен ет рассто ние 2ti между

30

j ю 5

5

5

0

0

крайними элементами 29 и 30 линейки фотоприемников за счет взаимно противоположного перемещени  двух частей 18 и 19 разрезной диафрагмы 16. Рассто ни  2& i и 2ti заранее рассчитьг- ваютс  в обратно-пропорциональной за- висимости от фокусного рассто ни  испытуемого объектива и регистрируютс  на шкале (не показана) подвижки платформы 21; Нулевое значение указанной шкалы соответствует совпадению плоскостей 9 и 10 со светопри- емной плоскостью 8 фотоприемника, т.е. соответствует - 0, при этом также t; 0. При перемещении платформы 21 фокальна  плоскость 9 остаетс  на месте, так как зеркало 6 неподвижно , Светоприемна  площадка 8 фотоприемника переместитс  на величину и 1 от плоскости 9, а фокальна  плоскость 10 фокусирующего элемента, содержащего зеркало 7, переместитс  на величину 2u i от плоскости 9, при этом между част ми 18 и 19 разрезной диафрагмы образуетс  щель шириной 2ti (фиг.2), ограничивающа  размеры среднего светочувствительного элемента 26 линейки фотоприемников. После установки рассто ний 2 и ; и 2 tj в соответствии с фокусным рассто нием испытуемого объектива 3 включают осветитель 2 и начинают измерение. Световой сигнал, выход щий из объектива 3 проходит объектив 4, раздел етс  светоделителем 5 на два пучка, модулируетс  в каждом пучке поочередным их перекрыванием вращающийс  полудиском 11 и последовательно проецируетс  на светоприемную площадку 8 фотоприемника, формиру  поочередно при помощи объектива 4 и зеркал 6 и 7 изображение тест-объекта 1 то в районе плоскости 9, то в районе плоскости 10. При этом одновременно модулированный световой сигнал, содержащий изображение тест-объекта 1, направл етс  зеркальной поверхностью 13 полудиска 11 на трехэлементную линей-, ку фотоприемников, где из части светового сигнала, прошедшей внеосевую диафрагму 14 в плоскости диафрагмь 16 в виде тавра формируетс  выт нутое изображение тест-объекта 1 в виде свет щейс  полосы, перпендикул рной направлению размещени  элементов 26,

; 29 и 30 трехэлементной линейки. При малых по величине расфокусировках объектива 3 изображение тест-объекта 1 (свет ща с  полоса) формируетс  на

5 1

среднем элементе 26 (фиг.2) линейки фотоприемников, вызыва  в его выходной цепи электрический сигнал, который через усилитель 27 запитывает обмотку электромагнитного реле 28. Реле 28 .срабатывает и, замыка  контакт 40, соедин ет управл ющий вход исполнительного механизма 35 с выходом фазового детектора 25, переклю ча  тем самым управление исполнитель- ным механизмом 35 на управление от электрического сигнала основного фотоприемника , содержащего светоприем- ную площадку 8. В цепи основного фотоприемника в это же врем  образуетс  пульсирующий по амплитуде электрический сигнал, соответствующий разности

освещенностей в плоскости его светочувствительного сло , создаваемых поочередно световыми пучками,идущими от отражающих поверхностей 6 и 7,

Этот электрический сигнал после усилени , преобразовани  и определени  пол рности при помощи фазового детектора 25 и опорного электрического сигнала от среднего элемента 26 линейки фотоприемника подаетс  на исполнительный механизм 35, который при помощи механизма 36 перемещени  осуществл ет точную компенсацию вы-  вленной расфокусировки, т.е. осуществл ет осевое перемещение столика 3 ( тест-объекта 1) до достижени  равенства освещенностей свет очувствитель- ного сло  8 фотоприемника при его поочередном освещении пучками, идущими от отражающих поверхностей 6 и 7, При этом при помощи датчика 38 перемещени  на индикаторном устройстве 39 регистрируетс  величина и знак расфокусировки испытуемого объектива 3, т.е. величина и знак несовпадени  тест-объекта 1 с фокальной плоскость объектива 3 до йачала измерений. При больших расфокусировках объектива 3 изображение тест-объекта. 1 (освещенна  полоса) формируетс  на одном из крайних элементов 29 или 30 (фиг.2)

линейки фотоприемников в зависимости от знака .расфокусировки, создава  в выходной цепи этого элемента электрический сигнал, который после усилени и определени  пол рности при помощи переключател  пол рности 33 подаетс  через нормально замкнутый контакт 34

на исполнительньш механизм 35, осу

j

0

5 Q .

5

9506

ществл ющий при помощи механизма 36 перемещени  грубую компенсацию расфокусировки объектива 3, т.е. осевое Iперемещение столика 37 с тест-объек- . ТОМ 1. При этом изображение свет щейс  полосы на линейке фотоприемников смещаетс  в сторону среднего элемента 26. В момент освещени  полосой среднего элемента 26 линейки груба  компенсаци  расфокусировки заканчиваетс , так как в выходной цепи среднего элемента 26 линейки возникает электрический сигнал, вызывающий срабатывание электромагнитного реле 28j т.е. в этот момент происходит замыкание контакта 40 и переключение управл ющего входа исполнительного ме- рсанизма 35 на выход фазового детектора 25, и начинаетс  описанный процесс точной компенсации расфокусировки объектива 3. После окончани  процесса точной компенсации расфокусировки с индикаторного устройства 39 считывают величину и измеренной расфокусировки объектива 3. .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 . Устройство дл  ..определени  положени  фокальной плоскости объектива. по авт. св. 1167467, о т л и ч а - ю щ е е с   тем, что, с целью обеспечени  измерени  положени  фокальной плоскости при измерении больших величин расфокусировок объективов с различными фокусными рассто ни ми, в него за светоделителем введен дополнительный оптический канал, включающий размещенные последовательно внеосевую ди- диафрагмУэ линейку фотоприемников с механизмом изменени  рассто ни  между ними, а основной фотоприемник и параллельное ему плоское зеркало кинематически св заны с механизмом изменени  рассто ни  между фотоприемниками .
2. 2. Устройство по n.l, о т л и ч а; ю щ е е с   тем, что механизм изме- ,нени  .рассто ни  между фотоприемниками выполнен из двух miocKi-ix элементов , размещенных друг на друге с образованием отверсти  в форме тавра и с возможностью относительного возвратно-поступательного перемещени .

   сриг.З