Устройство для контроля фокусного расстояния и линейного увеличения оптических и оптико-электронных систем

 

Изобретение относится к испытательным устройствам и может быть использовано в качестве устройства для испытания оптических систем. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит источник света, формирователь изображения двух световых марок, дискретный фотоэлектрический преобразователь и блок управления. Повышение точности контроля достигается введением элемента временной задержки, счетчика, блока временной селекции, формирователя заполнякяцих импульсов, коммутатора и амплитудного дискриминатора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИН цю а>

16 А1 (50 4 G 01 М 11/00

ВС (,; .„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ;, Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч1Т11 .,; . (21) 3728585/27-10 (22) 18.04.84 (46) 23.03.88. Бюл. У 11 (72) Т.М.Айсин, Е.Л.Гай, А.В.Подобрянский и А.Д.Заболотский (53) 681.45(088.8) (56) Креопалова Г.В., Пуряев Д.Т.

Исследование и контроль оптических систем. М.: Машиностроение, 1978, с. 80.

Заявка Японии 1Р 49-43344, кл. G 01 m 1/00, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ И ЛИНЕЙНОГО УВЕЛИЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ

СИСТЕМ (57) Изобретение относится к испытательным устройствам и может быть использовано в качестве устройства для испытания оптических систем. Цель изобретения — повышение точности контроля. Устройство содержит источник света, формирователь изображения двух световых марок, дискретный фотоэлектрический преобразователь и блок управления. Повышение точности контроля достигается введением элемента временной задержки, счетчика, блока временной селекции, формирователя заполняющих импульсов, коммутатора и амплитудного дискриминатора. 1 s,ï. ф-лы, 4 ил.

1 13831

10,15

25

Изобретение относится к области приборостроения и может быть исполь,зовано для контроля оптических и оптико-электронных систем, например объективов, оптико-электронных преобразователей при технологическом конт.— роле и сборке.

Целью изобретения является повышение точности контроля .

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — оптическая схема узла тест-объекта; на фиг,3 — функциональная схема блока управления; на фиг.4 — временные диаграммы работы элементов устройства.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, блок 2 формирования изображений двух световых марок, состоящий из узла тест-объекта 3, микрообъектива 4, переносящего изображение тест-объекта в плоскость анализа, дискретный фотоэлектрический преобразователь 5, выполненный на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС), информационный выход которого соединен с первым входом амплитудного дискриминатора 6, состоящего Hs последовательно соединенных усилителя 7 и D-триггера 8, выход которого .(первый выход амплитудного дискриминатора 6) подключен к первому входу блока 9 временной селекции, состоящего из двух формирователей 10 и !1, двух триггеров 12 и 13 и логического элемента И 14, коммутатор 15, выполненный, например, в виде соединения логических элементов И 16 и 17 и логического элемента ИЛИ 18, формирователь 19 заполняющих импульсов, выполненный например, в виде триггера 20, счетчик 21, счетный вход которого подключен к выходу коммутатора 15, выход счетчика 21 соединен с информационным входом индикатора 22, элемент 23 временной задержки, блок 24 управления, выход опроса которого подключен к управляющему входу. дискретного фотоэлектрического преобразователя 5, выход тактирующий — к второму входу амплитудного дискриминатора 6, к первому входу коммутатора 15, к второму входу коммутатора

15 через формирователь 19 заполняющих импульсов, а синхронизирующий— к второму входу блока 9 временной селекции, к установочному входу индикатора 22 и через элемент 23 вре30

26

2 менной задержки к входу сброса счетчика 21, третий и четвертый входы коммутатора 15 подключены соответственно к первому выходу амплитудного дискриминатора 6 и к выходу блока 9 временной селекции, узел тест-объекта 3 выполнен в виде двух щелевых диафрагм 25 и 26 и объектива 27, блок

24 управления выполнен в виде генератора 28, выход которого соединен с тактирующим входом D-триггера 8, с вторым входом логического элемента

И 16, счетным входом триггера 20, счетчика 29, вход которого подключен к генератору 28, дешифратора 30, вход которого подключен к счетчику 29, выходы дешифратора 30 соединены с входами "Установка нуля" счетчика 29, триггеров 12 и 13, индикатора 22, входом элемента 23 временной задержки, логического элемента И 31, входы которого подключены к выходу генератора 28, дешифратора 30 и формирователя 32 фазных сигналов, вход которого подключен к выходу логического элемента И 31, выход формирователя

32 фазных сигналов соединен с преобразователем 5 блока.

Контролируется оптическая или оптико-электронная система 33, например объектив или электронно-оптический преобразователь.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 света (фиг.1) освещает щелевые диафрагмы 25 и 26, установ ленные в фокальной плоскости объектива 27 (фиг.2), при контроле фокусного расстояния или в предметной плоскости объектива 27, при контроле линейного увеличения.

Изображение щелевых диафрагм 25 и 26, построенное оптической системой 33, переносится микрообъективрм

4 в плоскость анализа, в которой установлен дискретный фотоэлектрический преобразователь 5, который по сигналам, поступающим с выхода опроса блока 24 управления, периодически формирует видеосигнал в виде последовательности видеоимпульсов, оги бающая которых пропорциональна распределению освещенности в изображении щелевых диафрагм 25 и 26.

Сигналы опроса ПЗС 5 формируются из импульсной последовательности генератора 28, сигналы с которого поступают на счетчик 29. Дешифратор 30

1383126 формирует временные интервалы опроса

ПЗС 5 и импульсы сброса.

Логические сигналы, формируемые дешифратором 30, и импульсная последовательность, формируемая генератором 28, поступают на входы логического элемента И 31, на выходе которого формируются пачки импульсов, поступающих на формирователь 32 фазных сигналов опроса ПЗС 5.

Видеоимпульсы усиливаются усилителем 7 и дискриминируются по амплитуде D-триггаром 8, на тактирующий вход которого поступают тактирующие импульсы с генератора 28. На выходе

D-триггера 8 формируются два импульса (фиг.4, И 8), расстояние между серединами которых пропорционально фокусному расстоянию или линейному увеличению оптической системы 33.

Импульсы, снимаемые с выхода Dтриггера 8, поступают на формирователи 10 и 11, формирующие по переднему и заднему фронтам короткие импуль- 25 сы, поступающие на счетные входы триггеров 12 и 13. Сигналы, снимаемые с выходов триггеров 12 и 13, поступают на входы логического элемента

И 14., на выходе которого формируется импульсный сигнал, длительность которого равна времени между формированием заднего фронта первого импульса и передним фронтом второго импульса, снимаемого с D-триггера 8 (фиг.4, И 14).

Импульсный сигнал, снимаемый с выхода логического элемента И 14, поступает на первый вход логического элемента И 16, на второй вход которо- „ го поступают импульсы тактовой частоты с тактирующего выхода (фиг.4, 24б) блока 24 управления.

Два импульсных сигнала, снимаемых 45 с выхода D-триггера 8, поступают на первый вход логического элемента

И 17, на второй вход которого поступают сигналы с выхода формирователя

19 заполняющих импульсов, осуществляющего деление-на два частоты тактовых импульсов, поступающих на счетный вход формирователя 19 тактирующего выхода (фиг.4, 24б) логического элемента И 14.

На выходе логических элементов

И 16 и 17 последовательно формируются пачки импульсов, поступающие на входы логического элемента ИЛИ 18, N(1 1 з

N= — -+N + ——

2 2 где N — число импульсов, накопленных в счетчике 21;

N( — — — число импульсов, пропорциональное длительности первого импульса, снимаемого с выхода D-триггера 8;

N — число импульсов ° пропорциональное длительности импульса, снимаемого с выхода логического элемента И 14; з число импульсов, пропор циональное длительности второго импульса, снимаемого с выхода D-триггера 8.

Фокусное расстояние или увеличение оптической системы 33 пропорционально результату, накопленному в счетчике 21, и определяется выражением

I к.о

1 где f „„

B к., фокусное расстояние, линейное увеличение контролируемой оптической системы 33; коэффициент пропорциональности, определяемый конструктивными параметрами блоосуществляющего их логическое суммирование.

Импульсная последовательность, формируемая на выходе логического элемента ИЛИ 18, подсчитывается счетчиком 21, при этом информация, содержащаяся в счетчике 21, индицируется в индикаторе 22.

Перед каждым циклом опроса блок

24 управления формирует сигнал сброса, который с синхронизирующего выхода (фиг.4, 24а) поступает на входы сброса триггеров 12 и 13, установочный вход индикатора 22 и через элемент 23 временной задержки на вход сброса счетчика 21.

Таким образом, в счетчике 21 за один цикл опроса накапливаются импульсы, число которых пропорционально расстоянию между центрами изображений щелевых диафрагм 25 и 26, которое определяется

13831 26 ка 2 формирования изображения двух световых марок и дискретного фотоэлектри5 ческого преобразователя 5;

N — число импульсов, накопленное в счетчике 21. 10

С целью уменьшения погрешности дискретности заполнения временных интервалов частота тактовых импульсов, поступающих на логический элемент

И 16 и триггер 20, может быть выбрана выше частоты опроса дискретного фотоэлектрического преобразователя 5.

При контроле фокусных расстояний оптической системы 33 объектив 27 используется как коллимирующий. При 20 контроле линейного увеличения оптической системы 33 объектив 27 используется как объектив. переноса изображения щелевых диафрагм 25 и 26 в предметную плоскость контролируемой 25 оптической системы 33 или в плоскость расположения катода электроннооптического преобразователя в случае. выполнения системы 33 в виде электронно-оптического преобразователя ° 30

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерений за счет уменьшения влияния изменения величины потока излучения, падающего на дикретный фотоэлектрический фотопреобразователь при изменении величины светопропуска контролируемого объектива или изменении яркостного усиления электронно-оптичес- 40 кого преобразователя.

Формула изобретения

1 ° Устройство для KQHTpoJIH фокус 45 ного расстояния и линейного увеличения оптических и оптико-электронных систем, содержащее источник света, оптически связанный через блок формирования иэображений двух световых марок с оптическим входом дискретно1 го фотоэлектрического преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом опроса блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно содержит индикатор, элемент временной задержки, счетчик, блок временной селекции, формирователь заполняющих импульсов, коммутатор и амплитудный дискриминатор, первый вход которого соединен с информационным выходом дискретного фотоэлектрического преобразователя, второй вход — с тактирующим выходом блока управления, с первым входом коммутатора и с вторым входом коммутатора через формирователь заполняющих импульсов, а выход — с третьим входом коммутатора и с первым входом блока временнной селекции, второй вход блока временной селекции подключен к синхронизирующему выходу блока управления, к установочному входу индикатора и через элемент временной задержки — к входу сброса счетчика, четвертый вход и выход коммутатора соединены соответственно с выходом блока временной селекции и со счетным входом .счетчика, выход которого подключен к информационному входу индикатора.

2. Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок временной еелекции содержит два триггера, логический элемент И и два формирователя, входы которых соединены с первым входом блока, а выходы соединены соответственно со счетными входами триггеров, входы сброса которых подключены к. второму входу блока, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента И, выход которого соединен с выходом блока, при этом входы формирователей являются первым входом блока временной селекции, входы установки в "0" триггеров — вторым входом, а выход логического элемента И вЂ” выходом блока временной селекции.

l383126, ф25

I 271 фиг,2 кИ unponr

&wp Х

1383126

Редактор Л.Гратилло

Заказ 1284/36

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

6

Ю

t8

13 и

29а

2М й

Составитель В.Нефедов

Техред Л.Сердюкова Корректор C.Øåêìàð