SU1320663A1 - Device for measuring distance to reflecting surface - Google Patents

Device for measuring distance to reflecting surface Download PDF

Info

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
Application number
SU864018052A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тимур Мустафович Айсин
Виталий Алексеевич Борисов
Евгений Леонидович Гай
Анатолий Викторович Подобрянский
Феликс Павлович Хлебников
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6670
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 Предприятие П/Я Р-6670 filed Critical Предприятие П/Я Р-6670
Priority to SU864018052A priority Critical patent/SU1320663A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1320663A1 publication Critical patent/SU1320663A1/en

Links

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)

Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  рассто ни  до отражающей поверхности, содержащее оптически св занные источник света, диафDDClaim 1. Device for measuring the distance to the reflective surface, containing optically coupled light source, diaphDD и 9and 9 11eleven V--. Л illllllllllllllHi .........illllllliilllllliii...V-- L illllllllllllllHi ......... illllllliilllllliii ... 11eleven Редактор А. Огар Заказ 2649/44Editor A. Ogar Order 2649/44 Составитель В. ЧулковCompiled by V. Chulkov Техред И. ВересКорректор А. ИльинTehred I. Veres Corrector A. Ilyin Тираж 677ПодписноеCirculation 677 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретеннй н открытийVNIIPI of the USSR State Committee on Inventions and Discoveries I 13035, Москва, Ж-35. PayujCKaa наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предири тие, г. Ужгород, ул. Проект 1а . 4I 13035, Moscow, Zh-35. PayujCKaa nab. 4/5 Production and printing site, Uzhgorod, ul. Project 1a. four 00 5five 00 рагму, блок формировани  изображени  диафрагм, привод, св занный с блоком формировани  изображени  диафрагмы, индикатор положени , св занный с приводом, фотопреобразователь , блок индикации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено последовательно соединенными блоком выборки, полосовым фильтром, детектором, фильтром нижних частот, выход которого соединен с входом блока индикации, блоком опроса, диафрагма выполнена многощелевой, фотопреобразователь выполнен в виде линейного пози- ционно-чувствительного фотоприемника, выходы блока опроса соединены с управл ющими входами линейного позиционно-чувст- вительного фотоприемника и блока выборки, информационный вход которого подключен к выходу линейного позиционно-чувствитель- ного фотоприемника.ragma, diaphragm imaging unit, actuator associated with the diaphragm imaging unit, position indicator associated with the actuator, phototransducer, display unit, characterized in that it is equipped with a serially connected sampling unit, band-pass filter to improve measurement accuracy , a detector, a low-pass filter, the output of which is connected to the input of the display unit, a polling unit, the diaphragm is made multislit, the phototransducer is designed as a linear position-sensitive sensor th photodetector outputs interrogation unit connected with the control input of a linear position-sensitivity of the photodetector and the sampling unit, an information input of which is connected to the output of a linear position-a sensitive photodetector. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что прозрачные окна м,ног6щелевой диафрагмы расположены симметрично относительно центральной непрозрачной части.2. A device according to claim 1, characterized in that the transparent windows of the m, foot-slit diaphragm are arranged symmetrically with respect to the central opaque part. 3 23 2 / // / фиг. 2FIG. 2 бb Фиг. 3FIG. 3
SU864018052A 1986-02-10 1986-02-10 Device for measuring distance to reflecting surface SU1320663A1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JPH0718791B2 (en) Differential refractometer
SU516904A1 (en) Device for monitoring the profile of concave optical surfaces
SU1571508A1 (en) Apparatus for measuring the speed of movement of an object
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
SU1753271A1 (en) Method to determine vibration parameters
SU410243A1 (en)