Устройство для определения положения фокальной плоскости объектива

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению. Для обеспечения измерения положения фокальной плоскости при измерении больших величин расфокусировок объективов с различными фокусными расстояниями за светоделителем 5 установлены внеосевая диафрагма 14, цилиндрическая лин

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 01 M 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1167467 (21) 3941271/24-10 (22) 13.08.85 (46) 07.01.87. Бюл. Р 1 (72) П.А.Санников (53) 535.818(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1080053, кл. С 01 М 11/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 1167467, кл. С 01 М 11/00, 1984.

„„з0„„ 2 ш А 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ФОКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ОБЪЕКТИВА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению. Для обеспечения измерения положения фокальной плоскости при измерении больших величин расфокусировок объективов с pasличными фокусными расстояниями за светоделителем 5 установлены внеосевая диафрагма 14, цилиндрическая лин1281950 за 15, механизм изменения расстояния (MHP) 16 между светочувствительными элементами линейки 17 фотоприемников.

Основной фотоприемник 8 и соосная ему отражающая поверхность 7 кинематически связаны с МИР 16. Приведен вариант выполнения МИР в виде разрезной диаАрагмы в Аорме тавра, установленной перед четырехэлементным фотоприемником типа квадрант. Обе половины диафрагмы установлены с возможностью взаимно противоположного возвратно. поступательного перемещения клином

22 через толкатель 23 на расстояние, регистрируемое на шкале подвижки платформы 2 l На линейке 17 фотоприИзобретение относится к оптическому приборостроению, может быть ис" пользовано в контрольно-измерительной

f технике для определения положения фокальной плоскости объективов и явля-. ется усовершенствованием известного устройства по авт. св. К - 1167467.

Цель изобретения — обеспечение измерения положения Аокальной плоскости при измерении больших величин расфокусировок объективов с различными Аокусными расстояниями, На фиг.1 изображена схема устройства; на AHI .2 - схема взаимного расположения разрезной диафрагмы в форме тавра и четырехэлементного фотоприемника (квадранта); на фиг.3 диаграммы изменения освещенности Е, разности освещенностей ЬЕ в соседних полупериодах на светоприемной площадке фотоприемника, электрических сигналов: измерительного U >, командного U>> и управляющего U „I в зависимости от расфокусировки а объектива.

Устройство для определения положения фокальной плоскости объектива содержит тест-объект 1, освещаемый источником света 2, испытуемый объектив

3, коллиматорный объектив 4, установленный под углом к его оси, светоделитель 5 и расположенные по обе стороны светоделителя 5 отражающие поемников из части модулированного светового сигнала, прошедшей диафрагму

14, цилиндрической линзой 15 в плоскости разрезной диаАрагмы МИР 16 формируется изображение тест-объекта 1 в виде светящейся полосы. При этом на выходе линейки 17 появляется опорный электрический сигнал, с помощью которого пульсирующий по амплитуде электрический сигнал с цепи основного фотоприемника 8 подается на исполнительный механизм 35, который механизмом 36 перемещения осуществляет компейсацию выявленной расфокусировки. Величину и, знак расфокусировки считывают с индикаторного устройства 39. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. верхности 6 и 7, выполненные в виде плоских зеркал. Светоприемная площадJ ка 8 фотоприемника установлена ча участке совпадения оптических осей

5 фокусирующих элементов, содержащих отражающие поверхности 6 и 7, посередине расстояния между их фокальными плоскостями 9 и 10. Между отражающие

10 ми поверхностями 6 и 7 и светоделителем 5 установлен модулятор света, выполненный в виде непрозрачного полудиска 11, закрепленного на валу электродвигателя 12. Поверхность 13 полудиска 11, обращенная к светоделителю 5, выполнена зеркальной. Соосно оптической оси объектива 4, отклоненной поверхностью 13, установлены внеосевая диафрагма 14, цилиндрическая линза 15, механизм изменения расстояния между светочувствительными элементами трехэлементной линейки фотоприемников, выполненный в виде разрезной диаАрагмы 16 в форме тавра и

25 четырехэлементного. фотоприемника (квадранта) 17. Обе половины 18 и 19 (фиг.2) разрезной диафрагмы 16 установлены с возможностью взаимно противоположного возвратно-поступатель,Щ ного перемещения относительно центра линий 20 раздела светочувствитель-, ных площадок фотоприемника 17, На фиг,2 одна половина 19 разрезной диафрагмы 16 показана точечными линия128 з ми, а фотоприемник (квадрант) 17— пунктирными линиями. Светоприемная площадка 8 фотоприемника и плоское зеркало 7 закреплены на платАорме 21, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси зеркала 7. Платформа 21 при помощи клина 22 и толкателя 23 кинематически связана с разрезной диаАрагмой 16. При этом перемещение толкателя 23 в одном направлении вызывает перемещение половин 18 и 19 диафрагмы 16 в направлении друг к другу при помощи, например, кулачкового механизма, а перемещение толкателя 23 в 5 обратную сторону вызывает перемещение половин 18 и 19 в направлении друг от друга.

Выход фотоприемника со светоприем- ной площадкой 8 подключен через усилитель 24 к сравнивающему электронно-. ! му устройству, содержащему Аазовый детектор 25. Выход среднего элемента

26 (фиг.2) трехэлементной линейки Аотоприемников подключен через усилитель 27 к второму входу фазового детектора 25 и к управляющему входу обмотки электромагнитного реле 28. Выходы крайних элементов 29 и 30 трехэле.ментной линейки Аотоприемников подключены через усилители 31 и 32 к

30 двум входам переключателя полярности

33. Выход переключателя полярности

33;через нормально замкнутый контакт

34 электромагнитного реле 28 соединен с управляющим входом исполнительного З5 механизма 35, кинематически связанного с механизмом 36 перемещения столика

37 вдоль оптической оси объектива 3.

Механизм 36 кинематически связан с датчиком 38 перемещений, выход кото- 40 рого соединен с входом индикаторного устройства 39, например цифрового вольтметра. Выход Аазового детектора

25 через нормально замкнутый контакт

40 электромагнитного реле 28 соединен с управляющим входом исполнительного механизма 35.

Определение положения фокальной плоскости объектива 3 осуществляется следующим образом. 50

Перед измерением линейным перемещением платформы 21 устанавливают расстояние 2(((i между плоскостями 9 и

10 в зависимости от фокусного расстояния испытуемого объектива 3. При 5 этом клин 22 платформы 21 через толкатель 23 соответственно расстоянию

1.

2ai изменяет расстояние 2ti между

1950 4 крайними элементами 29 и 30 линейки фотоприемников за счет взаимно противоположного перемещения двух частей

18 и 19 разрезной диаАрагмы 16. Расстояния 7& i и 2ti заранее рассчитьгваются в обратно-пропорциональной saвисимости от фокусного расстояния испытуемого объектива и регистрируются на шкале (не показана) подвижки платформы 21. Нулевое значение указанной шкалы соответствует совпадению плоскостей 9 и 10 со светоприемной плоскостью 8 фотоприемника, т.е. соответствует = О, при этом ( также t; = 0 ° При перемещении платформы 21 фокальная плоскость 9 остается на месте, так как зеркало 6 неподвижно, светоприемная площадка 8 фотоприемника переместится на величину (i от плоскости 9, а Аокальная плоскость 10 Аокусирующего элемента, содержащего зеркало 7, переместится на величину 2д i от плоскости 9, при этом между частями 18 и 19 разрезной диафрагмы образуется щель шириной

2ti (фиг,2), ограничивающая размеры среднего светочувствительного элемента 26 линейки фотоприемников. После

l установки расстояний 2 й; и 2 t; в соответствии с Аокусным расстоянием испытуемого объектива 3 включают осветитель 2 и начинают измерение.

Световой сигнал, выходящий из объектива 3 проходит объектив 4, разделяется светоделителем 5 на два пучка, модулируется в ка (щом пучке поочередным их перекрыванием вращающимся полудиском 11 и последовательно проецируется на светоприемную площадку 8 фотоприемника, формируя поочередно при помощи объектива 4 и зеркал 6 и

7 изображение тест-объекта 1 то в районе плоскости 9, то в районе плоскости 10. При этом одновременно модулированный световой сигнал, содержащий изображение тест-объекта 1, направляется зеркальной поверхностью 13 полудиска 11 на трехэлементную линей-. ку фотоприемников, где из части светового сигнала, прошедшей внеосевую диафрагму 14 в плоскости диаАрагмы

16 в виде тавра Аормируется вытянутое изображение тест-объекта 1 в виде светящейся полосы, перпендикулярной направлению размещения элементов 26, 29 и 30 трехэлементной линейки. При малых по величине расАокусировках объектива 3 изображение тест-объекта

1 (светящаяся полоса) формируется на

1281

3 среднем элементе ?6 (Аиг,2) линейки фотоприемников, вызывая в его выходной цепи электрический сигнал, который через усилитель 27 запитывает обмотку электромагнитного реле 28.

Реле 28 срабатывает и, замыкая контакт 40, соединяет управляющий вход исполнительного механизма 35 с выходом фазового детектора 25, переключая тем самым управление исполнитель- 1О ным механизмом 35 на управление от электрического сигнала основного Аотоприемника, содержащего светоприемную площадку 8. В цепи основного фотоприемника в это же время образуется 15 пульсирующий по амплитуде электрический сигнал, соответствующий разности освещенностей в плоскости его светочувствительного слоя, создаваемых поочередно световыми пучками, идущими от отражающих поверхностей 6 и 7.

Этот электрический сигнал после усиления, преобразования и определения полярности при помощи фазового детектора 25 и опорного электрического сигнала от среднего элемента 26 линейки Аотоприемника подается на исполнительный механизм 35, который при помощи механизма 36 перемещения осуществляет точную компенсацию выявленной расАокусировки, т.е. осуществляет осевое перемещение столика 37 (тест-объекта 1) до достижения равенства освещенностей светочувствительного слоя 8 фотоприемника при его по-.

35 очередном освещении пучками, идущими от отражающих поверхностей 6 и 7.

При этом при помощи датчика 38 перемещения на индикаторном устройстве

39 регистрируется величина и знак расфокусировки испытуемого объектива

3, т.е. величина и знак несовпадения тест-объекта 1 с Аокальной плоскостью объектива 3 до цачала измерений. При больших расфокусировках объектива 3 изображение тест-объекта. 1 (освещенная полоса) формируется на одном из . крайних элементов 29 или 30 (фиг.2) линейки Аотоприемников в зависимости от знака .расфокусировки, создавая в выходной цепи этого элемента электрический сигнал, который после усиления и определения полярности при помощи переключателя полярности 33 подается через нормально замкнутый контакт 34 на исполнительный механизм 35, осу55

950 ществляющий при помощи механизма 36 перемещения грубую компенсацию расАокусировки объектива 3, т.е. осевое перемещение столика 37 с тест-объек том 1. При этом изображение светящейся полосы на линейке фотоприемников смещается в сторону среднего элемента 26. В момент освещения полосой среднего элемента 26 линейки грубая компенсация расАокусировки заканчивается, так как в выходной цепи среднего элемента 26 линейки возникает электрический сигнал, вызывающий срабатывание электромагнитного реле 28, т.е. в этот момент происходит замыкание контакта 40 и переключение управляющего входа исполнительного ме,ханизма 35 на выход фазового детектора 25, и начинается описанный процесс точной компенсации расАокусировки объектива 3. После окончания процесса точной компенсации расфокусировки с индикаторного устройства

39 считывают величину и знак измеренной расАокусировки объектива 3..

Формула изобретения

1, Устройство для..определения положения фокальнбй плоскости объектива. по авт. св, Р 1167467, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения измерения положения Аокальной плоскости при измерении больших величин расфокусировок объективов с различными Аокусными расстояниями, в него за светоделителем введен дополнительный оптический канал, включающий размещенные последовательно внеосевую дидиафрагму„ линейку Аотоприемников с механизмом изменения расстояния между ними, а основной Аотоприемник и параллельное ему плоское зеркало кинематически связаны с механизмом изменения расстояния между Аотоприемниками.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что механизм изме-. нения расстояния между фотоприемниками выполнен из двух плоских элементов, размещенных друг на друге с образованием отверстия в форме тавра и с возможностью относительного возвратно-поступательного перемещения, 1281950

Составитель С.Соколов

Техред,И.Попович Корректор Е.Рошко

Редактор С.Лыжова

Заказ 7256/39 Тираж 776 Подписное

I1HHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4