SU1668863A1 - Способ контрол децентрировани линз и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  децентрировки линз как одиночных, так и вход щих в оптические системы. Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  децентрировки за счет исключени  вли ни  пучков лучей, отраженных от всех оптических поверхностей контролируемой оптической системы, на результаты контрол  величины децентрировки контролируемой поверхности линзы, вход щей в эту оптическую систему. Оптическа  система в виде светоделител  6, проекционного объектива 7, микрообъектива 10 и контролируемой поверхности линзы 23 формирует на позиционно-чувствительном датчике 11 с накоплением изображение тест-объекта 4. Оптическа  система в виде светоделител  6, светофильтра 12, объектива 13, апертурной диафрагмы 14 и микрообъектива 15 формирует на позиционно-чувствительном датчике 16 с накоплением изображение тест-объекта 4. Сигналы с выходов позиционно-чувствительных датчиков 11 и 16 с накоплением после накоплени  за врем  одного цикла измерени , при котором тест-объект 4 смещаетс  в направлении, перпендикул рном оси вращени  базировочного узла, будут эквивалентны изображени м на них групповых тест-объектов. Взаимное положение групповых тест-объектов определ ет величину децентрировки контролируемой поверхности линзы 23. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  децентрировки линз как одиночных , так и вход щих в оптические системы .

Цель изобретени  - повышение точности контрол  децентрировки за счет исключени  вли ни  пучков лучей, отраженных от всех оптических поверхностей контролируемой оптической системы, на результаты контрол  величины децентрировки контролируемой поверхности линзы, вход щей в эту оптическую систему.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы выходных сигналов двух позиционно-чувствительных датчиков с накоплением .

Устройство содержит источник 1 излучени  и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника 1 излучени , модул тор 2 интенсивности, формирователь 3 пучка лучей источника 1 излучени , тест-объект 4, установленный с возможностью смещени  в направлении, перпендику- л рном оптической оси устройства, механизм 5 сканировани , скрепленный с тест-объектом 4, светоделитель 6, проекционный объектив 7, шпиндель (не показан), установленный с возможностью вращени  вокруг оптической оси устройства, базиро- вочный узел 8, скрепленный со шпинделем, датчик 9 угла поворота, скрепленный со шпинделем, и микрообъектив 10, оптически св занный с проекционным объективом 7 через светоделитель 6, позиционно-чувст- вительный датчик 11 с накоплением, оптически св занный через микрообъектив 10 и светоделитрль б с проекционным объективом 7, светофильтр 12,оптически св занный через светоделитель с тест-объектом 4, объектив 13, оптически св занный через светофильтр 12 и светоделитель 6 с тест-объектом 4, апертурную диафрагму 14, оптически св занную с объективом 13, ми рообъектив 15, оптически св занный с апертурной диафрагмой 14, позиционно-чувствительный датчик 16 с накоплением, оптически св занный через микрообъектив 15, апертурную диафрагму 14, объектив 13, светофильтр 12 и светоделитель 6 с тест-объектом 4, делитель 17 частоты, тактовый вход которого подключен к выходу датчика 9 угла поворота, блок 18 синхронизации, тактовый вход которого подключен к выходу делител  17 частоты, первый и второй управл ющие выходы подключены соответственно к модул тору 2 интенсивности и управл ющему входу механизма 5 сканировани , тактовый выход подключен к входам позиционно-чувствительных датчиков 11 и 16 с накоплением, информационный

блок 19, выполненный, например, в виде аналого-цифрового преобразовател  20, входы которого подключены к выходам позиционно-чувствительных датчиков 11 и 16 с накоплением, блок 21 обмена, два выхода которого подключены к входам делител  17 частоты и блока 18 синхронизации, а вход к выходу аналого-цифрового преобразовател  20, микроЭВМ 22, подключенна  к блоку 21 обмена.

Тактовые выходы позиционно-чувствительных датчиков 11 и 16 с накоплением подключены к соответствующим тактовым входам аналого-цифрового преобразовател  20 и устройства 21 обмена. Контролируемую линзу 23 устанавливают в базировочный узел 8.

Устройство работает следующим образом .

Пучки лучей источника 1 излучени  проход т через модул тор 2 интенсивности, расшир ютс  формирователем 3 пучка лучей источника 1 излучени , проход т через тест-объект 4 и раздел ютс  светоделителем 6 на два пучка лучей. Пучок лучей, прошедший через светоделитель 6, попадает на проекционный объектив 7, который формирует изображение тест-объекта 4 в автоколлимационной точке контролируемой поверхности линзы 23. Отраженные от контролируемой поверхности линзы 23 ручки лучей проход т через проекционный объектив 7, отражаютс  от светоделител  б и попадают в микроо бъектив 10 который

формирует изображение тест-объекта 4 на позиционно-чувствительном датчике 11с накоплением. Пучки лучей после тест-объекта 4 частично отражаютс  от светоделител  6, проход т через светофильтр 12, объектив 13, апертурную диафрагму 14, микрообъектив 15 и формируют на позиционно-чувствительном датчике 16с накоплением изображение тест-объекта 4.

Перед проведением контрол  опре- дел ют минимальный шаг смещени  тест-объекта 4, представл ющего собой непрозрачный экран с е щелевыми диафрагмами . Критерием выбора минимального шага  вл етс  максимальное отношение сигнал-шум на выходе позиционно-чувстви- тельного датчика 11 с накоплением за один цикл измерени . Выходной сигнал позици- онно-чувствительного датчика 11с накоплением при смещении тест-объекта 4 можно представить в виде эквивалентного группового тест-объекта, число щелей которого равно е-n, где п - количество шагов смещени  тест-объекта 4. На фиг. 2а представлен вид сигнала f(x ) с выхода позиционно-чувст- вительного датчика 11 с накоплением при неподвижном тест-объекте 4; на фиг. 26 - вид сигнала Flj(x )c выхода позиционно-чув- ствительного датчика 11 с накоплением за один цикл измерени  при смещении тест- объекта 4, который эквивалентен изображению группового тест-объекта; на фиг, 2в - вид сигнала д(х ) с выхода позиционно-чув- ствительного датчика 16 с накоплением при неподвижном тест-объекте; на фиг. 2f - вид сигнала Gij(x ) с выхода позиционно- чувствительного датчика 16 с накоплением за один цикл измерени  при смещении тест-объекта 4, который эквивалентен изображению группового тест-объекта. С микроЭВМ 22 через блок 21 обмена записываютс  код приращени  угла поворота в делитель 17 частоты, коды временных интервалов , определ ющих начальное смещение и период следовани  и число .импульсов группового тест-объекта, напр жени  управл ющего модул тором 2 - в блок 18 синхронизации. После установки бита разрешени  работы в делителе 17 частоты и прихода импульса Начало оборо- та тактовые импульсы с датчика 9 угла поворота, поделенные делителем 17, запускают блок 18 синхронизации, который переводит позиционно-чувствительные датчики 11 и 16 в режим накоплени , фор- мируют импульсы напр жени , управл ющего модул тором 2 интенсивности, и управл ющее напр жение на механизм 5 сканировани , который обеспечивает линейное во времени смещение тест-объекта

4. После окончани  формировани  группового тест-объекта блок 18 синхронизации переводит позиционно-чувствительные датчики 11 и 16 с накоплением в режим вывода.

Сигналы с позиционно-чувствительных датчиков 11 и 16 с накоплением поступают на соответствующие входы аналого-цифрового преобразовател  20, тактируемого по входам тактовыми сигналами с выходов позиционно-чувствительных датчиков 11 и 16с накоплением, преобразуютс  в цифровой вид и через блок 21 обмена поступают в микроЭВМ 22.

Текуща  координата А центра кривизны контролируемой поверхности линзы 22 определ етс  в микроЭВМ как взаимное положение групповых тест-объектов на позиционно-чувствительных датчиках 11 и 16 с накоплением.

Полученные значени  координат AI умножаютс  на синус и косинус угла поворота шпиндел , после чего полученные данные суммируютс  по формулам

м

1 м

, м Y M,S1AiSlnG5

где М - число измерений;

--ft- ,/Зм - увеличение микрообъРО

ектива 10;

Дэ - увеличение объектива 13.

При контроле децентрировки линз, вход щих в сложные оптические системы, возможен случай, когда центры кривизны отдельных поверхностей расположены близко друг от друга.

В этом случае электрический сигнал на выходе позиционно-чувствительного датчика 11с накоплением, соответствующий групповому тест-объекту, определ ет положение центра кривизны только контро- лируемой поверхности, а пучки лучей, отраженные от остальных поверхностей линз в оптической системе, формируют более широкую функцию у(х ) и при смещении тест-объекта 4 формирование группового тест-объекта не производитс . Следовательно, пучки лучей , отраженные от всех поверхностей контролируемой оптической системы, не оказывают вли ни  на результаты контрол  величины децентрировки контролируемой линзы, что повышает точность контрол  величины де- центрировки.

Claims (2)

1.Способ контрол  децентрировки линз, заключающийс  в том, что направл ют на тест-объект пучки лучей, формируют посредством проекционного объектива изображение тест-объекта в автоколлимационг ной точке контролируемой поверхности линзы, формируют на позиционно-чувстви- тельном датчике изображение тест-объекта после отражени  пучков лучей от контролируемой поверхности линзы, вращают контролируемую линзу в базировочном узле, определ ют угол поворота базировочного узла, отличающийс  тем, что, с целью (повышени  точности контрол , формируют (посредством объектива изображение тест- объекта на втором позиционно-чувствитель- ном датчике, периодически смещают тест-объект в направлении, перпендикул рном оси вращени  базировочного узла, модулируют пучки лучей по интенсивности согласованно со смещением тест-объекта, накапливают электрические сигналы на по- зиционно-чувствительных датчиках в течение времени смещени  тест-объекта, о величине децентрировки суд т по анализу совокупности сигналов с позиционно-чув- ствительных датчиков, полученных при фиксированных углах поворота контролируемой линзы.

2.Устройство дл  контрол  децентрировки линз, содержащее источник излуче- ни  и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника излучени  формирователь пучка лучей источника излучени , тест-объект, светоделитель, проекционный объектив, шпиндель, установленный с возможностью вращени  вокруг оптической оси устройства, базировочный патрон, Скрепленный со шпинделем, датчик угла поборота , скрепленный со шпинделем, и микрообъектив , оптически св занный с проекционным объективом через светоделитель , позиционно-чувствительный датчик

с накоплением, оптически св занный через микрообъектив и светоделитель с про- екционным объективом, делитель частоты, тактовый вход которого подключен к выходу датчика угла поворота, информационный блок, вход которого подключен к выходу позиционно-чувствительного датчика , а выход - к управл ющему входу делител  частоты, отличающеес  тем,

что, с целью повышени  точности контрол , оно снабжено модул тором интенсивности , установленным между источником излучени  и формирователем пучка лучей источника излучени , светофильтром, оптически св занным через светоделитель с тест-объектом, объективом, оптически св занным через светофильтр и светоделитель с тест-объектом, апертурной диафрагмой, оптически св занной с объективом,вторым микрообъективом, оптически св занным с апертурной диафрагмой и объективом, вторым позиционно-чувстви- тельным датчиком с накоплением, оптически св занным через второй микрообъектив,

апертурную диафрагму, объектив, светофильтр и светоделитель с тест-объектом, блоком синхронизации, тактовый вход которого подключен к выходу делител  частоты , информационный вход - к выходу

информационного блока, первый управл ющий выход - к модул тору интенсивности , тактовый выход - с входами первого и второго позиционно-чувствительных датчиков с накоплением, механизмом сканировани , скрепленным с тест-объектом, тактовые выходы позиционно-чувствительных датчиков с накоплением подключены к тактовым входам информационного блока, второй управл ющий выход блока синхронизации подключен к управл ющему входу механизма сканировани , а тест-объект установлен с возможностью смещени  в направлении , перпендикул рном оптической оси устройства.

ААДЛЛАДАААЛ Л

X

Фиг. 2