SU1742663A1 - Устройство дл измерени качества изображени объективов - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  качества изображени  объективов и оптических систем. Сущность изобретени : устройство содержит источник излучени , модул тор, конденсатор, тест-объект в виде узкой щели с шириной меньше диаметра йдиф. кружка рассеивани  измер емого объектива, выполненной на прозрачной пластине с зеркальным покрытием на обращенной к измер емому объективу стороне пластины, установленной под углом 45° к оптической оси измер емого объектива. За щелью расположены испытуемый объектив и плоское автоколлиматорное зеркало, перпендикул рное оптической оси испытуемого объектива Проекционна  система установлена оптической осью перпендикул рно оптической оси испытуемого объектива. Щель проходит через точку пересечени  оптических осей испытуемого объектива и проекционной системы, перпендикул рно этим ос м. Щель, проекционна  система и фотоприемник , расположеный на общем основании, выполненном с возможностью перемещени  вдоль оптической оси проекционной системы , при этом основание снабжено устройством дл  измерени  его линейного перемещени . 2 ил. СО С

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, а именно к устройствам дл  измерени  качества изображени  объективов и оптических систем.

Известно устройство дл  измерени  качества изображени  объективов, содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси источник излучени , модул тор, конденсор, тест-объект, например щель, коллимационный объектив, фокус которого совмещен со щелью, испытуемый объектив и фотоэлектрический микроскоп , плоскость предметов которого совмещена с фокальной плоскостью измер емого объектива, а в плоскости изображений расположена фоточувствительна 

площадка фотоприемника. Выход фотоприемника соединен через усилитель с регистрирующим прибором.

Недостатком известного устройства  вл етс  недостаточна  точность измерений, что св зано с вли нием на результат измерений качества изготовлени  коллимационного объектива, точности установки тест-объекта в фокусе коллимационного объектива, качества изображени  микроскопа и точности аттестации всех перечисленных узлов по качеству изображени .

При контроле длиннофокусных объективов габариты устройства станов тс  большими , что усложн ет конструкцию устройства (фокусное рассто ние коллимаVI

4 Ю О С

СА

тора должно в несколько раз превосходить фокусное рассто ние измер емого объектива ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  качества изображени  объективов , содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси источник излучени , конденсор, модул тор, выполненный в виде радиально расположенных прозрачных и непрозрачных участков одинаковой ширины, и систему переменного увеличени , проектирующую участок модул тора в свою плоскость изображений . Испытуемый объектив установлен за системой переменного увеличени , при этом его фокальна  плоскость совмещена с плоскостью изображений этой системы . За испытуемым объективом перпендикул рно его оптической оси уста-- новлено плоское автоколлимационное зеркало . Между системой переменного увеличени  и ее плоскостью изображений под углом 45° к оптической оси этой системы установлен полупрозрачный светоделитель , отражающий пучок излучени  после автоколлимационного зеркала перпендикул рно оптической оси системы переменного увеличени . Система переменного увеличени  через измер емый объектив, автоколли- мационное зеркало и светоделитель оптически сопр жена с проекционной системой , оптическа  ось которой перпендику- л рна оптической оси измер емого объектива. Плоскость предметов проекционной системы совпадает с фокальной пло- скостью измер емого объектива, а в плоскости изображений расположена анализирующа  щель и за ней фоточувствительна  площадка приемника излучени . Приемник излучени  через фильтр низких частот соединен с усилителем переменного электрического сигнала с приемника и далее с регистрирующим прибором. Механизм изменени  увеличени  системы переменного увеличени  механически св зан с набором сопротивлений, предназначенных дл  изменени  коэффициента усилени  усилител  электрических сигналов с целью компенсации вли ни  дефектов системы переменного увеличени  и светоделител  на точность измерений.

Устройство обладает минимальными габаритами , так как автоколлимационное пло- ское зеркало очень незначительно увеличивает длину всего устройства. Благодар  тому, что пучок излучени  дважды проходитизмер емыйобъектив , чувствительность устройства по прототипу по сравнению с чувствительностью аналога

увеличиваетс . При этом более точно можно определить не только качество измер емого объектива, но и положение плоскости наилучшего изображени .

Основным недостатком известного устройства  вл ютс  сложность системы пере- менного увеличени  с устройством компенсации вли ни  на качество изображени  погрешности изменени  увеличени ,

0 а также наличие установленной в сход щемс  пучке лучей светоделительной системы (кубика), что не только усложн ет конструкцию , но и снижает точность измерений. При контроле светосильных объективов

5 (с относительным отверстием D:f 1:2 и более) аберрации светоделител  (кубика) и системы переменного увеличени  могут приводить к столь значительному изменению контраста изображени , что его точна 

0 компенсаци  становитс  трудновыполнимой . Кроме этого, как следует из конструкции известного устройства, при аттестации (настройке) устройства используетс  установленное в плоскости изображений систе5 мы переменного увеличени  плоское зеркало. При этом ход лучей в кубике, отраженных от этого зеркала, не совпадает с ходом лучей, отраженных от автоколлимационного зеркала за измер емым объекти0 вом, что также не может быть компенсировано известным устройством.

Таким образом, точность измерени  функции передачи модул ции (ФПМ) на известном устройстве, особенно при контроле

5 светосильных объективов дл  высоких пространственных частот, оказываетс  недостаточной . Во многих случа х только частотные характеристики измер емой системы (т.е. функци  передачи модул ции 0 ФПМ системы) оказываютс  недостаточными дл  описани  качества изображени  этой системы и требуетс  измерить значени  распределени  энергетической освещенности в плоскости изображени 

5 системы от элементарного тест-объекта, т.е. требуетс  измерить функцию рассе ни  линии (ФРЛ) или точки (ФРТ) контролируемой системы.

Дл  пересчета измеренных с помощью

0 известной системы частотных характеристик ФПМ в ФРТ или ФРЛ требуетс  измерить частотные характеристики дл  большого числа пространственных частот, т.е. диапазон изменени  увеличени  систе5 мы переменного увеличени  должен быть большим, что не только усложн ет конструкцию , но и увеличивает трудоемг ють измерений .

Наличие в ходе светского пучка лучей полупрозрачного светоделител   вл етс 

источником больших световых потерь (не менее 75% потока излучени  тер ютс  на светоделителе).

Цель изобретени  - повышение точности измерений, упрощение конструкции ус- тройства, снижение трудоемкости измерений и уменьшение световых потерь в устройстве дл  измерени  качества изображени  объективов.

Цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  качества изображени  объективов , содержащем последовательно установленные на оптической оси перед испытуемым объективом источник излучени , конденсор, модул тор, установленный под углом 45° к оптической оси конденсора светоделитель, за испытуемым объективом - зеокало, а в ходе отраженного от светоделител  луча - проекционную систему, плоскость предметов которой совмещена с фокальной плоскостью испытуемого объектива , усилитель и регистрирующее устройство , светоделитель выполнен в виде прозрачной пластины, на обоащенной к испытуемому объективу стороне которого вы- полчено зеркальнее покрытие, сослаг.зющее с. ючксй ic м  оптических осей испытуемого объектива и проекционной систем - / г-.:,г предметов проекционной системы, на зеркальной по- верхности пластины выполнена прозрачна  щель с шириной меньшей диаметра кружка рассеивайс  измер емого объектива, между усилителем и регистрирующим устройством подключено вычислительное устройство, а светоделительна  пластина, проекционна  система и фотоприемник оазмещеиы на общем основании, установлен oiy с возможностью перемещени  вдоль оптической оси проекционной систе- мы, выход которого соединен с вычислительным устройством.

На фиг.1 представлена схема устройства дл  измерени  качества объективов; на фиг.2 - вид А на фиг. 1.

Исп очник 1 излучени  установлен на оп- TH iecfon оси устройства. На этой же оси установлен конденсор 2 и модул тор 3. В плоскости изображени  конденсора 2 расположена узка  щель4(тест-оРьект), выпол- ценна  на зеркальной поверхности светоделительной пластины Ь. Пластина 5 установлена под углом 45° к оптической оси конденсора , .м этом щель 4 проходит через то-но/ - зрэсечени  оптической оси конденсора с зер льной плос, пластины 5 перпенликупгоно оптической оси конденсора 2. Нч одн и оптической оси с конденсором -: распопожен испытуемый объектив 6, фокальна  плоскость которого

совмещена с щелью 4. За испытуемым объективом 6 перпендикул рно его оптической оси установлено плоское автоколлимационное зеркало 7. Проекционна  система 8 рас- положенаоптическойосью

перпендикул рно оптической оси испытуемого объектива 6 и конденсора 2, при этом оптическа  ось системы 8 пересекает щель 4 под пр мым углом, а плоскость предметов системы 8 совмещена с щелью 4 и оптической осью конденсора 2 и испытуемого объ- ектива 6. В плоскости изображений проекционной системы 8 расположен фото- прмемник 9, выход которого соединен с входом усилител  10 электрических сигналов Выход усилител  10 соединен с входом вычислительного устройства 11 и далее с регистрирующим устройством 12.

Светоделительна  пластина 5, проекционна  система 8 и фотоприемник 9 установлены на общем основании 13, выполненном с возможностью поступательного перемещени  вдоль оптической оси проекционной системы 8. Устройство 14 дл  измерени  линейь-ых перемещений основани  13 своим вводом соединено с входом вычиспи- - : /ст, сГства 11 ь далее г регистрирующим устройством 12. Между /u ih33iv, , / ;фа сера 2 может CL ь .- лен свесОфит&гр 15, выдел ющий излучение с требуемым спектральным составом.

Ус-5 о листве работает следующим об -м зом.

/icсочник I изл ч°ни  направл ет пенис. гэооЗ кг,1ленсор 2 HJ гест-объем (щель f,j Между конденсором 2 и источником 1 расположены непрозрачныэ лспасти

ИОЛУЯЯ О

вращающиес  с посто нной

оорост.зМ. ,. |,ело ч имеет ширину, опосде- динмегрсч кружка рассеивани  из- объектива Дл  объективов высокого качества диамэтр кружка - вани oiic. ч л етс  только дифракаие пз лучено  ьэ апертурной диафрагме измерив- ию объектива и вычисл етс  по Форму е

,2,44 -Я f1

ОдиФр PJ ,

где Я-длина волны излучени :

Г - року гное рассто ние измер емого объектиьз;

D-диаметру апертурной диафпагмы из- мео емого объектива.

В эгом ширина щели d должна быть приблизительно равна 0,2 (ЗДИф. С уче- Тим НЗАГОНЯ пластины 5 по отношению к опт, (еской оси измер емого объектива на угон FC эффективна  ширина щели в фо- ,й плоскости измер емого объектива

7 17426638

2 ,., ,fr.„ n ,.& . «). .....лощение Фокальной плоскости измер емого

С.ОСТ-аВИТ ту- U -ЛЛз/ U, 4 (Зцифр. МОДУЛ мрО-,..

осъективз по результатам измерени  качеванный по амплитуде пучок излучени  по-стза изображени  в нескольких сдвинутых

еле щели 4 расход щимс  лучом освещаетвдоль оптической оси измер емого объектиизмер еный объектив 6, установленный фо-5 ва област х.

кусом в середине щел:н -4.В этом случае устройство работав как

Выход щий из измер емого оЬьектмвазвтоко лимзциокный фотоэлектрический

6 параллельны / лучок лучей автоколлима-окул р и может использоватьс  дл  фокусиционным зеркалом 7 отражаетс  в противо-ррвш коллиматоров.

положно направление и вновьЮ

Claims (1)

1. фокусируетс  в фокальной плоскости нсме--Формула изобретен и  

   р емого объектива 6, освещал щель 4. ПриУстройство дл  измерени  качества

   этом ширина изображени  щели 4 приели-изображени  объективов, содержащее пс

   зительно в 7 раз больше ширины самой ще-следовательно установленные на оптичз л 4.1b ::кп:-- ..;:. по рад .;cnuvyc;r.i,. i ооъектк.)

   npo8Ki.:,ujH5-ififi система ii строит дь ; ггоч;-И 1к излучин:.- ;;.01- дй;чса гс р. ;. одул изсбражен -:;-; цели :-: плоскости чувстви-топ, сйечоделител-, vCTaHO; ::;;;HH:..:fi под . й ..;йдки ФС ТСТ Г;меиникэ У. Ускли-.ioiv 45° к оптической ос.й конденсзтор- .  ч

   uiiOrii-iyk; смете..;/, плоскость предметов коv .: мер с.-;уй ооъа. Ь, ;-тгф38л 2тусмл н-i :c:;: ;т.эмого объектива, фо опрмемпик,

   ;-;ый л 1рсоОрзэойан 1;:-1: си.гнйл в вьгчкс и- .-т..ч тг ль и ре ь1СТО.-;|;. С ОлйС | р,о, а

   тельное устройство 1.25 г;;;ч е щель, о г л и ч а ;о и; е е с   км, что,

   Ь ;;fcrv;i ; l TK,Tbi-;i;e 11 V.. : С .К. ;Ь:Г ПОВЬИиб.ТЛЯ ГО -П-ЮОТИ ;огМвОеН 1Й,

   LiDCMftHM :- т.:тле;-;ньн с е грически.т ,;/.:ут;; ; .-ц;,ег;им ;- у..1Г:нЬ:;.о;-;м  ске юаых ric-repb,

   ;:тлог-| по ;/пйй 1 коорд НЗ та подг /1ж;;- . о ч в 50/;е/;: йлъ зь поле;; з ;j:/(,).. е прозрачной

   .. С -С ийни  13 с устройстоом 14 дл  . ri/iacTi/i-ih , ;;а обрзшеинпч к испытуемому

   m-ift /ц-жзйногс nepe iesiieH:-ii i осмсвани  i 3.30 обьект ву сторона ксторогл в, полиено зйрПои движении основани  13 БДОЛЬОПТИ-ка ы-юе покрытие, совпадающее с точкой

   чвСКОЙ OCi f 1 ;рСв; ЦИОН уСТрОЙСТЗ; : о, Ц р ЗС8ЧвН ;й ОПТИЧйСКИХ ОСОЙ ИС1 ibiTVSr. lCrO

   приl-.-lOp, С ПСл-чОЩЬЮ 1.:.1НГОВОГй ГфМВОДЙ b VOb lC-i-iSa M riOOei.LH Ct KOt-:: CMCifiMb :- ( ПЛСаычис ..ите.ьное устройство ; 1 поступайтCKUCTSSO лродме гой проекционной сметеинформаци  о потоке излучени , отражен--ЗБ мы, и щель выполнена на зеркальной

   нем от свгтоделительной пластины 5, в за-поверхности пласта:-.ы с. шмоимой.

   висимостм ;.;т координаты (перемещени )диаметра кружка рассеивани  itciibiTvcMoro

   тсдй :кного основани  13. при этом ч стьоГ)ъ. :;оч-ша. ус литело 1- /; оэгистг-иоупотока излучени  проходит .через ичель 4 г,- joiui-i i -устрийстеом по,ц:с 1юче;-;г; .;. участвует в создание сигнала на выходе40 тучное устройство, з сьетоделительна 

   фотоприемЫ П з 9.лл сткна, посекционна  систем:-; и фоч оБлэгодар  высокой чувствительностиприемник размещены на общем основании, предлагаемого устройства более точно мож-установленном с возможностью перемещено определ ть к положение плоскости нам- -гл- доль оптической оси проекционной си- лучшей установки измер емого объектива45 со средством его измерени ,  ыхо/; дл  заданных пространственных частот,.-:-тоэого соединен с вычислительные устУстройствс позвол ет также дополни-рсйстаом. тельно опс ;;иел ть с высокой точностью по/J JM

   ъ

   Фиг. 1

   Вид А

   Г Т I

   -5 -4

   Фие.2