Устройство для контроля центрировки оптических систем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦЕНТРИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ, со .держащее источник света, последовательно расположенные по ходу лучей фокусирующую линзу, зеркало с диафрагмой и клином, проекционный объектив , призменную систему, включающую разделительный кубик и две прямоугольные призмы и наблюдательную систему, включающую разделительный кубик, объектив и окуляр, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, призменная система ,снабжена двумя пентапризмами и разделительным кубиком, наблюдательная система снабжена двумя прямоугольными призмами и двумя положительными линзами, при этом в призменной системе один разделительный кубик установлен на входе, а другой разделительный кубик - на выходе призменной системы, призменная и наблюдательная cиcтe fl)I выполнены из двух ветвей, ка)хдая ветвь призменной системы включает в себя последовательно установленные входной разделительный кубик, пентапризму, прямо угольную призму и выходной раздели (Л тельный кубик, каждая наблюдательной системы включает в себя полоет1тельную линзу, прямоугольную призму, установленные с возможнос1 тью перемещения вдоль оптической оси и общий разделительный кубик. ел |й

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1051402. 3(5D О1 И 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3486643/18-10 (22) 27.08.82

:(46) 30.10.83. Вюл. Р 40 .(72) Н.Т. Пуряев (53) ° 535.8(088.8) (56) 1. Иальцев И.Д. и Каракули" на Г.A. Прикладная оптика и оптические измерения ° M. "Ианиностроение", :,1968, с. 429.

2. Лвторское свидетельство СССР

Р 871015, кл. G 01 И 11/02, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО glIH КОНТРОЛЯ

ЦЕНТРИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕИ, со. держащее источник света, последовательно расположенные по ходу лучей фокусирующую линзу, зеркало с диафрагмой и клином, проекционный объектив, призменную систему, включающую разделительньш кубик и две прямоугольные призмы и наблюдательную систему, включающую разделительный кубик, объектив и окуляр, о т л и— чающееся тем,что, сцелью повыыения точности и производитель.ности контроля, призменная система ,снабжена двумя пентапризмами и разделительным кубиком, наблюдательная система снабжена двумя прямоугольными призмами и двумя положительными линзами,.при этом в призменной системе один разделительный кубик установлен на входе, а другой разделительный кубик - на выходе призменной системы, призменная и наблюдательная системы выполнены из двух ветвей, каждая ветвь призменной системы включает в себя последовательно установленные входной разделительный кубик, пентапризму, прямо угольную призму и выходной разделительный кубик, каждая ветвь наблюдательной системы включает в себя положительную линзу, прямоугольную призму, установленные с возможнос1 тью перемещения вдоль оптической оси и общий разделительный кубик.

1402

1 105

Изобретение относится к оптическому приборостроению, связанному с изготовлением центрированных оптических систем, и может быть использовано преимуцественно для контроля центрировки и юстировки оптических систем, например, фотографических объективов.

Известны устройства для контроля центрировки оптических систем, основанные на вращении контролируемой системы вокруг механической оси и наблюдении отраженных от поверхностей бликов, например, автоколлимационная трубка Забелина (! "1.

В таких устройствах при поперечном смещении центра контролируемой поверхности относительно механическоп оси радиус вращения отраженного блика пропорционален смещению цент, ра и определяет децентрировку контролируемой поверхности относительно механической оси.

Недостатком устройств такого . типа является их невысокая точность,: что обусловлено невозможностью вращения контролируемой системы точно вокруг постоянной и неизменной в пространстве оси.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля центрировки оптических систем, содержащее источник света, последовательно расположенные по ходу лучей фокусирующую линзу, зеркало с диафрагмой и клином, проекционный объектив, призменную систему, включаюцую разделительный кубик и две прямоугольные призмы, и наблюдательную систему, включающую разделительный кубик, два вогнутых сферических зеркала, установленных с воэможностью перемещения вдоль оптической оси, объектив и окуляр !. 2,!.

Ввиду наличия в системе двух пря. моугольньпс призм и двух зеркал со сферическими поверхностями, дающих встречное отражение лучей, в системе возникают, иэ-эа разных апертурных соотношений (обусловленных виньетированием пучков в системе) полезных и вторичных пучков, довольно яркие

"паразитные" изображения.

Эти блики могут быть практически полностью устранены установкой нейтрального светофильтра (порядка 3-4-х крат) между разделительными кубиками, но зто приведет к снижению освеценности полезных изображений, что

30 !

50 снижает возможности системы и приводит .в конечном итоге к снижению точности и производительности контроля. Помимо этого, имеются ошибки изготовления прямых углов прямоугольных призм и физическая невозможность контроля их с высокой точностью (не свыше 0,3и ), что также приводит к снижению точности прибора, а, следовательно, и к снижению в целом произ водительности труда.

Цель изобретения — повышение точности и производительности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля центрировки опти>еских систем, содержащем источник света, последовательно расположенные по ходу лучей фокусирующую б линзу, зеркало с диафрагмой и клином, проекционный объектив, призменную систему, включаюцую разделительный кубик и дне прямоугольные призмы, и наблюдательную систему, включающую разделительный кубик, объектив и окуляр, призменная система снабжена двумя пентаприэмами и разделительным кубиком, наблюдательная система снабжена двумя прямоугольными призмами и двумя полохсительными линзами, при этом в приэменной системе один разделительный кубик установлен на входе, а другой разделительный кубик — на: выходе призменной системы, призменная и наблюдательная системы выполне" ны из двух ветвей, каждая ветнь призменной системы включает н себя после" донательно установленные входной разделитель>ый кубик, пентаприэму, прямоугольную призму и выходной разделительный кубик, каждая ветвь наблюдательной системы включает в себя положительную линзу, прямоугольную призму, установленные с возможностью перемещения вдоль оптической оси и обций разделительный кубик.

На фиг. 1 изображена н прямоугольной изометрической проекции схема устройства для контроля центрировки оптических систем; на фиг. 2 — эквивалентная схема устройства с другой компоновкой элементов приэменнои системы.

Устройство для контроля центрировки оптических систем содержит источник 1 света, выполненный н виде лазера, за которым последовательно, по ходу лучей, установлены фокусирующая линза 2, клин 3, приклеенный к зеркалу 4, центральная часть (диамет51402

З 10 ром около 0,3 мм) которого (зеркала) выполнена без покрытия и расположена около точки фокусировки лучей от лазера. Наружная поверхность клина 3, приклеенного к зеркалу 4, перпендикулярна к оптической оси. За зеркалом 4 размещен проекционный объектив 5, фокус которого совпадает с центральной прозрачной частью зерка ла 4 или несколько смецен вдоль оптической оси. Кроме того, устройство содержит приэменную и наблюдательную системы. Призменная система содержит разделительный кубик 6, уста

;новленный на входе призменной системы, в ходе лучей отраженных зеркалом 4 (лучи отражаются от .зеркала

4 после отражения света от поверхностей исследуемой системы и прохождения проекционного объектива 5), пентапризму 7 и прямоугольную призму

8, установленные взаимно перпендикулярно главными сечениями по одному направлению после разделительного кубика 6, пентапризму 9 и прямоугольную призму 10, установленные взаимно перпендикулярно главными сечениями по второму направлению разделительного кубика 6, и разделительный кубик 11, установленный на выходе призменной системы перед наблюдательной системой.

Плоскости симметрии разделительных кубиков 6 и ll проходящие через сопряженные оптические оси, взаимно перпендикулярны, к разделительному кубику 6 обращены преломляющими гранями пентапризмы 7 и 9, к разделительному кубику 11. — прямоугольные призмы 8 и 10, плоскости главных сечений пентапризм 7 и 9 взаимно перпендикулярны, плоскости главных сечений прямоугольных призм 8 и 10 также взаимно перпендикулярны, Наблюдательная система содержит положительную линзу 12 и обращенную к ней гипотенузой гранью прямоугольную призму 13 установленные по одному направлению после разделительного кубика 11, положительную линзу 14 и прямоугольную призму 15, расположенные аналогично и установленные по второму направлению после разделительного кубика 11, раздели- тельный кубик 16, установленный на выходе наблюдательной системы и обращенный входными гранями к гипотенузным граням прямоугольных призм

13 и 15. Положительная линза 12 вместе с прямоугольной призмой 13, а также положительная линза 14 вмес. те с прямоугольной призмой 15 установлены с воэможностью перемещения вдоль оптической оси относительно разделительных кубиков ll и 16. По одному иэ направлений после разделительного кубика 16 установлены объе ;тив !7 и окуляр 18, используемые

10 в целом как микроскоп, предметная плоскость которого расположена вблизи поверхностей положительных линз

12 и 14 при наиболее близких положениях этих линз соответственно вместе с прямоугольными призмами 13 и 15 относительно разделительных кубиков

11 и 16 19 — исследуемая система, 20 — глаз наблюдателя.

Вариант схемы устройства (фиг. 2) полностью эквивалентен схеме на фиг. 1, и различается лишь разной взаимной установкой оптических узлов н деталей 6-11.

Устройство работает следующим об25 разом.

Лучи света, сфокусированные линзой 2 в центральной зоне зеркала 4, создают светяцуюся точку, иэображение которой проецируется объективом

5 на исследуемую систему. Поверхности исследуемой системы последовательно создают изображения проецируемой точки лучами, отраженными от этих поверхностей. Лучи света, выхоцяищие из исследуемой системы 19, вновь проходят через объектив 5, отражаются от зеркала 4, поступают в приэменную систему 6-11 и далее в наблюдательную систему 12-18. Призменная система 6-11 обладает тем свойством, что имеет противоположное оборачивание объекта по двум направлениям 6, .7, 8, 11 и 6, 9, 10 11.

В связи с тем, что призменная система 6-11 дает два противоположно, ориентированных иэображения одного

I объекта, эта призменная система sa, дает в пространстве прямую линию, оптическую ось призменной системы, обладающую тем свойством, что точки, расположенные на этой прямой, имеют одно изображение на выходе призменной системы. В случае поперечного смещения точек относительно этой прямой на выходе призменной системы возни55 кают двойные иэображения точек, расстояния между кс торыми определяет величины смецений точек с оптической оси приэменной системы. Вви1051402 ду того, что призменная система дает противоположное оборачивание объекта . в направлении 6-11, она дает также противоположное оборачивание объекта в направлении 11-6. Поэтому эта призменная счстема в устройстве может быть использована и в "перевернутом" варианте, т.е. разделительный кубик 11 является входным, а разделительный кубик 6 — выходным.

Преимущества устройства заключается в следующем . В связи с тем, что в системе нет зеркальных поверхностей, дающих встречное отражение лучей, в устройстве полностью отсутствуют вторичные "паразитные" изображения, что приводит к повышению точности контроля и производительности контроля. Отсутствие в системе паразитных бликов позволяет поставить после разделительного кубика 16 в другом по отношению к объективу 17 и окуляру 18 направлении объектив с мозаичными фотоэлементами, что позволяет передавать информацию сб исследуемой системе сразу на ЭВМ и, следовательно, резко повысить производительность труда.

10 Полное отсутствие "паразитных бликов раширяет функциональные возможности системы, так как позволяет применить мозаичные фотоэлементы с автоматическим измерением величин

15 децентрировок поверхностей и передавать получаемую информацию непосредственно на ЗВК для последующей ,обработки, что приведет к повышению производительности труда.

1051402

Корректор N. Лемчик

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Дринь

Редактор Е. Лушникова Техред Т.Фанта

Заказ 8654/41 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35< Раушская наб. д. 4/5