SU879357A1 - Способ измерени рабочего отрезка объективов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

водом микрообъектива и первым входом фазовой схемы. Устройство содержит также сумматор, входы которого подключены к выходам каналов обработки сигналов, а выход соединен с вторым входом фазочувствительной схемы.

Недостатком способа и устройст|Ва  вл етс  недостаточна  точность измерени , св занна  с возможностью окончани  процесса измерени  и последующей фиксацией положени  не фокальной плоскости объектива, а плоскости , наход щейс  вблизи нее, определ емой положением побочного максимума высокочастотного сигнала, соответствующего побочному максимому на расфокусировочной кривой дл  высокой пространственной частоты.

Целью изобретени   вл етс  повышение очности измерени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе измерени  рабочего отрезка объективов,заключающемс  в посроении изображени  тест-объекта в плоскости анализа, сканировани  ее по глубине с последующей одновременной низкочастотной и высокочастотной пространственной фильтрацией изображени  тест-объекта, преобразовании оптического сигнала во временную последовательность амплитудно-модулированных сигналов, делении сигналов на два канала, выделении огибающих сигналов , сравнении фазы сканирующего сигнала с фазами огибающих, по результату которого вырабатывают сигнал на перемещение объектива, определ ют максимальную величину амплитуды побочного максимума высокочасто него сигнала при расфокусированном положении объектива, выдел ют управл ющий сигнал на перемещение объектива по фазе огибающей низкочастотного сигнала и при превышении амплитудой высокочастотного сигнала величины максимальной амплитуды сигнала побочного максимума формируют управл ющий сигнал по фазе огибающей высокочастотного сигнала.

Кроме того, указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  осуществлени  способа, содержащее последовательно расположенные тестобъект , оптическую систему переноса изображени  тест-объекта в предметную плоскость, объектив с механизмом перемещени , микрообъектив, с прводом , диск анализатора с растром в виде расположенных на несовпадающих дорожках штриховых решеток, одна из которых нормирующа , и фотоприемник на выход которого параллельно подклчены два канала обработки сигнала, каждый из которых состоит из узкополосного фильтра и детектора, причем узкополосный фильтр, имеющий полосу пропускани , соответствующую частот

нормирующей штриховой решетке растра, подключен к первому каналу, фазовую схему управлени  перемещением объектива , генератор опорного напр жени , св занный с приводом микрообъектива, J первым входом фазовой схемы, введены два фильтра нижних частот, два ключа, компаратор и источник опорного напр жени , причем входы фильтров нижних частот соединены с выходами

детекторов, выходы - с информационными входами ключей, управл ющие входы которых подключены к выходу компаратора, а выходы соединены с вторым входом фазовой схемы управлени , первый вход компаратора подключен к источнику опорного напр жени , а второй вход - к выходу фильтра нижних частот второго канала.

На чертеже приведена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит источник 1 света, конденсатор 2, тест-объект 3, выполненный в виде щелевой диафрагмы , объектив 4, контролируемый объектив 5, микрообъектив 6, диск 7 анализатора, фотоприемник 8, электродвигатель 9, усилитель 10, полосовые фильтры 11, 12, детекторы 13, 14, фильтры 15, 16 нижних частот, конденсаторы 17, 18, компаратор 19, ключеQ вые элементы 20, 21, фазочувствительный детектор 22, усилитель 23 мощности , электродвигатель 24, механизм 25 осевого - перемещени , генератор 26 опорных напр жений, привод 27, отг счетное устройство 28, источник 29 опорного напр жени .

Тело накала источника 1 света проектируетс  с помощью конденсатора 2 на щелевую диафрагму 3. Изображение щелевой диафрагмы 3, расположенной в фокусе объектива 4, строитс  в фокальной плоскости контролируемым объективом 5 и переноситс  микрообъективом б в плоскость анализа, в которой установлен диск 7 анализатора.

Диск 7 анализатора проводит пространственный анализ спектра изображени  щелевой диафрагмы 3, имеющий спектр, близкий к непрерывному. Световой поток, промодулированный частотами , определ емыми -частотой нанесени  штриховых решеток на диск анализатора 7 и Jкopocтью вращени  электродвигател  9, попадает на фотоприемник 8.

Генератор 26 опорных напр жений св зан с приводом 27,передающим колебательные движени  микрообъективу 6. Колеблющийс  микрообъектив 6 осуществл ет глубинное сканирование изображени  щелевой диафрагмы 3, ocyirjecxвл   амплитудную модул цию электрического сигнала, снимаемого с фотоприемника 8.

Электрический сигнал, снимаемый с

Claims (2)

1. 5 фотоприемника 8, усиливаетс  усилителем 10 и поступает на полосовые фильтры 11, 12, вьадел ющие первую гармоническую составл ющую, амплитуда которых св зана с текущим положением контролируемого объектива. Сигнал с выхода фильтров 11, 12 детекти руютс  детекторами 13, 14, сглаживаютс  фильтрами 15, 16 нижних частот. .Модулирующа  огибающа  отдел етс  от посто нной составл ющей конденсатора ми 17, 18 и поступает на информацион ные выходы ключевых элементов 20, 21 с выхода которых поступает на второй вход фазочувствительного детектора 22, на первый вход которого поступают опорные сигналы с генератора 26 опорных напр жений. Напр жение с выхода фазочувствительного детектора 22 усиливаетс  усилителем 23 мощности и поступает . на электродвигатель 24, который, вра Ща сь, перемещает механизм 25 осевого перемещени , св занный с контро лируемым объективом 5. При нахождении контролируемого объектива 5 в положении, соответству щем совмещению фокальной плоскости контролируемого объектива 5 со средним положением предметной плоскости микрообъектива 6, и при сканировании микрообъективом б на конденсаторах 17, 18 вьодел етс  модулирующа  огибающа , перва  гармоническа  составл юща  которой равна удвоенной часто те сканировани  микрообъектива 6. Пр этом на выходе фазочувствительного детектора 22 формируетс  напр жение, посто нна  составл юща  которого рав на нулю и контролируемый объектив 5 не перемещаетс . При нахождении контролируемого объектива 5 в ином положении на конденсаторах 17, 18 выдел етс  модулирующа  огибающа , перва  гармоническа  составл юща  которой равна часто те сканировани  микрообъектива б, а фаза зависит от знака смещени  контролируемого объектива 5. На выходе фазочувствительного детектора 22 фор мируетс  пульсирующее напр жение соответствующего знака, которое переме щает контролируемый объектив 5 в положение , соответствующее его фактическому рабочему отрезку, величина которого считываетс  с помощью отсче ного устройства 28. При значительном смещении контролируемого объектива 5 от положени , соответствующего фактическому рабоче . му отрезку, напр жение на выходе фильтра 16 нижних частот близко к ну лю. Компаратор 19 вырабатывает напр жение открывающее ключевой элемент 2 При этом устройство работает на нормирующей (низкой) пространственной частоте. При малых смещени х контролируеjfioro объектива 5 на выходе фильтра 16 низких частот по вл етс  напр жение . При превышении этого напр жени  величины опорного напр жени  , задаваемого источником 29 опорного напр жени , компаратор 19 запирает ключевой элемент 20 и отпирает ключевой элемент 21, и устройство продолжает работу на высокой пространственной частоте. Уровень UQP выбираетс  выше уровн . соответствующего побочным максимумам на расфокусировочной кривой дл  высокой пространственной частоты . Таким образом, при значительных расфокусировках работа устройства основываетс  на модул ции расфокусировочной кривой дл  нормирующей(низкой ) пространственной частоты, затем на модул ции расфокусировочной кривой дл  высокой пространственной частоты с исключением существующих на ней побочных максимумов. Формула изобретени  1.Способ измерени  рабочего отрезка объективов, заключающийс  в построении изображени  тест-объекта,в плоскости анализа, сканировании ее по глубине с последующей одновременной низкочастотной и.высокочастотной пространственной фильтрацией изображени  тест-объекта, преобразовании оптического сигнала во временную последовательность амплитудно-модулированных сигналов, делении сигналов на два канала, выделении огибающих сигналов, сравнении фазы сканирующего сигнала с фазами огибающих, по результату которого вырабатывают сигнал на перемещение объектива, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , определ ют максимальную величину амплитуды сигнала побочного максимума высокочастотного сигнала при расфокусированном положении объектива, выдел ют управл ющий сигнал на перемещение объектива по фазе огибающей низкочастотного сигнала и при превышении амплитудой высокочастотного сигнала величины максимальной амплитуды сигнала побочного максимума формируют управл ющий сигнал по фазе огибающей высокочастотного сигнала. 2.Устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее последовательно расположенные тест-объект, j оптическую систему переноса изображени  тест-объекта в предметную плоскость , объектив с механизмом перемещени , микрообъектив с приводом, диск анализатора с растром в виде расположенных на несовпадающих дорожках штриховых решеток, одна из которых нормирующа , и фотоприемник. на выход которого параллельно подключены два канала обработки сигнала каждый из которых состоит из узкополосного фильтра и Детектора, причем узкополосный фильтр, имеющий полосу пропускани , соответствующую частоте нормирующей штриховой решетки растра подключен к первому каналу, фазовую схему управлени  перемещением объектива , генератор опорного напр жени , св занный с приводом микрообъектива и первым входом фазовой схемы, от лич .ающи.йс  тем, что в него введены два фильтра нижних частот, два ключа, компаратор и источник опо ного напр жени , причем входы фильтров нижних частот соединены с выходами детекторов, выходы - с информационными входами ключей, управл ющие входы которых подключены к выходу компаратора, а выходы соединены с вторым входом фазовой схемы управлени , первый вход компаратора подключен к источнику опорного напр жени , а второй вход - к выходу фильтра нижних частот второго канала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кривов з Л.М., и др. Практика оптической измерительной лаборатории, М., Машиностроение, 1976, с.218.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 415536, кл. G01 М 11/02, 1972 (прототип).