SU1320663A1 - Device for measuring distance to reflecting surface - Google Patents
Device for measuring distance to reflecting surface Download PDFInfo
- Publication number
- SU1320663A1 SU1320663A1 SU864018052A SU4018052A SU1320663A1 SU 1320663 A1 SU1320663 A1 SU 1320663A1 SU 864018052 A SU864018052 A SU 864018052A SU 4018052 A SU4018052 A SU 4018052A SU 1320663 A1 SU1320663 A1 SU 1320663A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- diaphragm
- unit
- pass filter
- reflecting surface
- distance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано дл бесконтактного измерени рассто ний между оптическими компонентами объективов. Цель изобретени - повышение точности измерени путем повышени крутизны информационного сигнала, котора достигаетс использованием многощелевой диафрагмы 2. Изображение многощелевой диафрагмы 2, освещаемой источником 1 света, строитс блоком 4 формировани изображени диафрагмы на отражающую поверхность . Отраженный сигнал преобразуетс ПЗС 9 в видеосигнал, который выдел етс блоком 10 выборки. Гармоническа составл юща видеосигнала выдел етс полосовым фильтром 11, детектором 12, фильтром 13 нижних частот и регистрируетс блоком 14 индикации. Рассто ние до отражающей поверхности регистрируетс индикатором 16 положени по перемещению фокусирующего объектива 7 приводом 8, который управл етс индикатором 14 по достижении сигналом на его входе максимального значени . 1 з.п.ф-лы, 3 ил. (О (Л со to о Oi Oi СО ipue.;The invention relates to a measuring and measuring technique and can be used for contactless measurement of the distance between optical components of lenses. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by increasing the steepness of the information signal, which is achieved using a multi-gap diaphragm 2. The image of a multi-gap diaphragm 2, illuminated by the light source 1, is constructed by the aperture imaging unit 4 on the reflecting surface. The reflected signal is converted by the CCD 9 into a video signal, which is extracted by the sampling unit 10. The harmonic component of the video signal is extracted by the band-pass filter 11, the detector 12, the low-pass filter 13 and is detected by the display unit 14. The distance to the reflecting surface is recorded by the indicator 16 by the movement of the focusing lens 7 by the drive 8, which is controlled by the indicator 14 when the signal at its input reaches the maximum value. 1 hp ff, 3 ill. (O (L with to about Oi Oi WITH ipue .;
Description
I-isodpe reuHe относитс к контрольно-из- мерите.пьной технике и может быть использовано дл бесконтактного измерени рассто ни до отражающей поверхности, например , при измерении воздушных промежутков между оптическими компонентами объектива .I-isodpe reuHe is a test and measurement technique and can be used to measure the distance to a reflective surface without contact, for example, when measuring the air gap between the optical components of a lens.
Цель изобретени - повышение точности измерений путем использовани многош,еле- вой диафрагмы.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements by using a multiple, spruce diaphragm.
На фиг. 1 представлена функциональна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - многошелева диафрагма; на фиг. 3 - временные диафрагмы сигналов, формирующихс на выходах отдельных блоков .FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device; in fig. 2 - multi-aperture; in fig. 3 — temporal diaphragms of signals formed at the outputs of individual blocks.
Устройство содержит оптически св занные источник 1 света, многощелевую диафрагму 2, прозрачные окна 3 которой расположены симметрично относительно центральной непрозрачной части, блок 4 формировани изображени диафрагмы, выполненный в виде полупрозрачного элемента 5, коллими- рующего объектива 6 и фокусирующего объектива 7, привод 8, св занный с фокусирующим объективом 7, фотопреобразователь 9, выполненный в виде линейного пози- ционно-чувствительного фотоприемника на основе прибора с зар довой св зью (ПЗС), последовательно соединенные блок 10 выборки , полосовой фильтр 11, детектор 12, фильтр 13 нижний частот, блок 14 индикации , блок 15 опроса, выходы которого соединены с управл юплими входами ПЗС 9 и блока 10 выборки, информационный вход блока 10 выборки подключен к выходу ПЗС 9. Кроме того, устройство содержит индикатор 16 положени , св занный с приводом 8. На фиг. 1 обозначен также элемент 17 с отражающими поверхност ми, рассто ние до которого измер етс .The device contains optically coupled light source 1, a multislit diaphragm 2, transparent windows 3 of which are located symmetrically with respect to the central opaque part, a diaphragm imaging unit 4 made in the form of a translucent element 5, a collimating lens 6 and a focusing lens 7, a drive 8, associated with a focusing lens 7, a phototransducer 9, made in the form of a linear position-sensitive photodetector based on a charge-coupled device (CCD), are connected in series e sampling unit 10, band-pass filter 11, detector 12, low-pass filter 13, indication unit 14, interrogation unit 15, the outputs of which are connected to control inputs of the CCD 9 and sampling unit 10, information input of the sampling unit 10 is connected to the output of the CCD 9. In addition, the device contains a position indicator 16 associated with the actuator 8. FIG. 1 also indicates an element 17 with reflective surfaces, the distance to which is measured.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Световой поток, формируемый источником 1 света, освещает многощелевую диафрагму 2. Изображение многощелевой диафрагмы 2 с помощью светоделительного элемента 5, коллимирующего объектива 6 и фокусирующего объектива 7, строитс на отражающей поверхности элемента 17 и при обратном ходе с помощью фокусирующего объектива и коллимирующего объектива 6 на светочувствительной поверхности ПЗС 9.The luminous flux generated by the light source 1 illuminates the multislit diaphragm 2. The image of the multislit diaphragm 2 with the help of the beam-splitting element 5, the collimating lens 6 and the focusing lens 7, is built on the reflective surface of the element 17 and during the reverse stroke with the help of the focusing lens and the collimating lens 6 on photosensitive surface of the CCD 9.
Блок 15 опроса периодически формирует импульсы опроса ПЗС 9. На выходе ПЗС периодически формируютс импульсы, огибающа которых пропорциональна распределению освещенности по светочувствительным площадкам ПЗС 9. Импульсы, снимаемые с выхода ПЗС 9, поступают на вход блока 10 выборки, на управл ющий вход которого поступают синхронизирующие импульсы с блока 15 опроса.Interrogation unit 15 periodically generates interrogation pulses of a CCD 9. At the output of a CCD, pulses are periodically generated, the envelope of which is proportional to the illumination distribution over the photosensitive sites of the CCD 9. The pulses taken from the output of the CCD 9 arrive at the input of the sampling unit 10, the control input of which receives synchronizing signals. pulses from polling block 15.
На выходе блока 10 выборки форми- ретс видеосигнл сложного спектра, амплитуда которого пропорциональна распределению освещенности по светочувствительным площадкам ПЗС 9.At the output of block 10, the sample forms a video signal of a complex spectrum, the amplitude of which is proportional to the illumination distribution over the photosensitive sites of the CCD 9.
Видеосигнал поступает на вход полосового фильтра II, выдел ющего гармони- ческую составл ющую, частота которой определ етс рассто нием между изображением отдельных окон многощелевой диафрагмы 2 и временем опроса ПЗС 9.The video signal is fed to the input of the bandpass filter II, which separates the harmonic component, the frequency of which is determined by the distance between the image of the individual windows of the multi-slit diaphragm 2 and the polling time of the CCD 9.
Сигнал, выделенный полосовым фильтром 11, детектируетс детектором 12, сглажи- ваетс фильтром 13 нижних частот и индицируетс блоком 14 индикации.The signal allocated by the band-pass filter 11 is detected by the detector 12, smoothed by the low-pass filter 13 and is indicated by the display unit 14.
При совпадении плоскостей изображени многощелевой диафрагмы 2 и отражающей поверхности элемента 17 глубина модул ции 5 изображени многощелевой диафрагмы 2, построенной на светочувствительной поверхности ПЗС 9, максимальна (фиг. За). При этом гармоническа составл юща , выдел ема полосовым фильтром 11, имеет максимальное значение и блок 14 индикации инди- 0 цирует максимальную величину.When the planes of the image of the multislit diaphragm 2 and the reflecting surface of the element 17 coincide, the depth of modulation 5 of the image of the multislit diaphragm 2 built on the photosensitive surface of the CCD 9 is maximum (Fig. 3a). In this case, the harmonic component, allocated by the band-pass filter 11, has a maximum value and the display unit 14 indicates the maximum value.
При смещении плоскости изображени многощелевой диафрагмы 2 относительно отражающей поверхности элемента 17 глубина модул ции изображени многощелевой г диафрагмы 2, построенна на светочувствительной поверхности ПЗС 9, уменьшаетс (фиг. 36). При этом амплитуда гармонической составл ющей, выдел емой полосовым фильтром 11, также уменьшаетс и блок 14 индикации индицирует меньшую ве- Q личину.When the image plane of the multislit diaphragm 2 is displaced relative to the reflecting surface of the element 17, the image modulation depth of the multislit g diaphragm 2 built on the photosensitive surface of the CCD 9 decreases (Fig. 36). In this case, the amplitude of the harmonic component allocated by the band-pass filter 11 is also reduced, and the display unit 14 indicates a smaller Q value.
Перемещением фокусирующего объектива 7 приводом 8 устанавливаетс положение , при котором блок 14 индикации индицирует максимальную величину. Положение фокусирующего объектива 7 индицируетс 5 индикатором 16 положени , который индицирует рассто ние до отражающей поверхности .By moving the focusing lens 7, the actuator 8 sets the position at which the display unit 14 indicates the maximum value. The position of the focusing lens 7 is indicated by a 5 position indicator 16, which indicates the distance to the reflecting surface.
Настройка устройства осуществл етс путем установки эталонного элемента 17 с отражающей поверхностью, т. е. провод тс 0 измерени относительно эталонного рассто ни .The adjustment of the device is carried out by setting the reference element 17 with a reflective surface, i.e. 0 measurements are made relative to the reference distance.
Расположение прозрачных окон 3 многощелевой диафрагмы 2 симметрично относительно центральной непрозрачной части г (фиг. 2) повышает чувствительность устройства .The arrangement of the transparent windows 3 of the multislit diaphragm 2 symmetrically relative to the central opaque part of g (Fig. 2) increases the sensitivity of the device.
При непрерывном расположении прозрачных окон 3 на многощелевой диафрагме 2 глубина модул ции в центральной части изображени многощелевой диафрагмы 2 0 меньше измен етс по сравнению с изменением глубины модул ции от боковых частей по следующим причинам. Глубина резкости оптической системы, состо щей из объективов 6 и 7, по центру выще, чем по полю. Уменьшаетс вли ние центральных пучков 5 лучей, отражающихс от последующих отражающих поверхностей элемента 17, которые создают дополнительную, мало измен ющуюс модул цию изображени от центральной части изображени многощелевой диафрагмы 2 в случае расположени прозрачных окон в центральной части многощелевой диафрагмы 2. Многощелева диафрагма 2 в совокупности с ПЗС 9 и полосовым фильтром 11 увеличивает соотношение сигнал/щум, что позвол ет работать на более высоких пространственных частотах (меньщей ширине окон 3). Это, в свою очередь , повышает чувствительность и точность измерений.With a continuous positioning of the transparent windows 3 on the multislit diaphragm 2, the modulation depth in the central part of the image of the multislit diaphragm 2 0 varies less compared to the modulation depth from the side portions for the following reasons. The depth of field of the optical system, consisting of lenses 6 and 7, is higher in the center than in the field. The influence of the central beams 5 of the rays reflected from the subsequent reflecting surfaces of the element 17, which create an additional, slightly changing image modulation from the central part of the image of the multislit diaphragm 2 in the case of transparent windows in the central part of the multislit diaphragm 2, decreases. with a CCD 9 and a band-pass filter 11 increases the signal-to-sound ratio, which allows operation at higher spatial frequencies (less than the width of windows 3). This, in turn, increases the sensitivity and accuracy of measurements.
Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить точность измерени рассто ни до отражающей поверхности объекта за счет повышени крутизны информационного сигнала, характеризующего моменты фокусировани изображени многощелевой диафрагмы на отражающую поверхность объекта.The use of the proposed device makes it possible to increase the accuracy of measuring the distance to the reflecting surface of an object by increasing the steepness of the information signal, which characterizes the moments of focusing the image of the multislit diaphragm on the reflecting surface of the object.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864018052A SU1320663A1 (en) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | Device for measuring distance to reflecting surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864018052A SU1320663A1 (en) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | Device for measuring distance to reflecting surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1320663A1 true SU1320663A1 (en) | 1987-06-30 |
Family
ID=21220114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864018052A SU1320663A1 (en) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | Device for measuring distance to reflecting surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1320663A1 (en) |
-
1986
- 1986-02-10 SU SU864018052A patent/SU1320663A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 903701, кл. G 01 В 21/08, G 01 В 21/16, 1979. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR2412062A1 (en) | OPTICAL AND TECHNICAL PYROMETER FOR TEMPERATURE MEASUREMENT | |
SU1320663A1 (en) | Device for measuring distance to reflecting surface | |
SU1350500A1 (en) | Device for measuring distance to reflecting surface | |
RU2092787C1 (en) | Method determining short distances to diffusion-reflecting objects and gear for its realization | |
SU1539527A1 (en) | Method and apparatus for measuring distance to reflecting surface | |
SU1421992A1 (en) | Device for measuring focal distances | |
SU365555A1 (en) | DIGITAL PHOTO-ELECTRIC AUTO-COLLIMATOR | |
SU1054680A1 (en) | Method of gauging linear dimensions of opaque objects | |
SU516904A1 (en) | Device for monitoring the profile of concave optical surfaces | |
SU1571508A1 (en) | Apparatus for measuring the speed of movement of an object | |
SU1111025A1 (en) | Method of measuring linear dimensions of micro objects | |
SU903701A1 (en) | Method of measuring distance between optically transparent surfaces and electronic optical device for realization thereof | |
SU1315923A1 (en) | Device for focusing lens | |
SU651375A1 (en) | Arrangement for measuring contrast transfer function of optical systems | |
RU1805287C (en) | Method of and device for measuring angular displacements | |
SU1080053A1 (en) | Method and device for determination of lens focal plane position | |
SU1133482A1 (en) | Method of checking transverse size of lengthy object | |
SU1122097A1 (en) | Method of measuring mirror reflection factor | |
RU2042966C1 (en) | Method of phasing multiaperture system | |
SU757898A1 (en) | Method and device for testing optical systems | |
SU765651A1 (en) | Method of checking linear dimensions of periodic microstructures | |
SU593122A1 (en) | Method of measuring refractive index of substance | |
SU1427173A1 (en) | Automated goniometer for measuring angles of polyhedral prisms | |
SU695307A1 (en) | Moessbauer spectrometer with laser interferometer for absolute measuring of rate of relative motion | |
SU1753271A1 (en) | Method to determine vibration parameters |