Устройство для контроля зеркальной фотокамеры

 

Использование: оптико-механическая промышленность. Сущность изобретения: устройство состоит из отражателя 12с матовой поверхностью в плоскости фотопленки фотокамеры 1, электронного блока обработки информации 17, датчиков положения 5 и 8 и сопряженных одна с другой посредством светоделительного элемента приемной и формирующей оптических систем с излучателем 2 в виде лазера. Световой пучок последнего делится блоком 3 раздвоения светового пучка на два пучка, которые через механизмы обтюрации 4 и сканирования 6 и объектив 9 фотокамеры 1 освещает контролируемую поверхность и, отразившись, проходят оптическую систему в обратном направлении и преобразуются в фокальной плоскости объектива приемной системы в электрический сигнал позиционно-чувствительным фотоприемником 15. Положительный эффект компенсации влияния спекл-структуры лазерного излучения (как результата отражения от матовых поверхностей контролируемых плоскостей и искажений , вызванных движением световых пучков) достигается за счет введения узла остановки 17 механизма 7 сканирования в заданных положениях, управляемого блоком управления 17, и блока усреднения расфокусировок 22, выполняющего операцию пространственного усреднения расфокусировок в парах групп контрольных точек, расположенных на траектории сканирования симметрично относительно заданных точек, лежащих на направлениях на органы юстировки линзы Френеля. 8 ил. Ј со 00 Os (Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 03 В 43/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4947812/10 (22) 24.06.91, (46) 30.05,93. Бюл. М 20 (71) Киевский филиал Научно-исследовательского технологического института оптического приборостроения (72) С.О.Езерский, В.Г.Бурачек, В.В.Калашников, В.В.Петранговский и В.В. Свистунов (56) Авторское свидетельство СССР

% 883840, кл. G 02 В 27/16, 1980.

Санников П.А. и др. Контроль и юстировка видоискателей зеркальных фотоаппаратов путем измерения внеосевых расфокусировок, — ОМП, 1986, ЛЬ 6, с.28.

Авторское свидетельство СССР

М 12.19999, кл. G 03 В 43/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗЕРКАЛЬНОЙ ФОТОКАМЕРЫ (57) Использование: оптико-механическая промышленность. Сущность изобретения: устройство состоит из отражателя 12 с матовой поверхностью в плоскости фотопленки фотокамеры 1, электронного блока обработки информации 17, датчиков положения 5 и

8 и сопряженных одна с другой посредством светоделительного элемента приемной и формирующей оптических систем с излуча„„5U „„1818616 А1 телем 2 в виде лазера. Световой пучок последнего делится блоком 3 раздвоения светового пучка на два пучка, которые через механизмы обтюрации 4 и сканирования 6 и объектив 9 фотокамеры 1 освещает контролируемую поверхность и, отразившись, проходят оптическую систему в обратном направлении и преобразуются в фокальной плоскости обьектива приемной системы в электрический сигнал позиционно-чувствительным фотоприемником 15. Положительный эффект компенсации влияния спекл-структуры лазерного излучения (как результата отражения от матовых поверхностей контролируемых плоскостей и искажений, вызванных движением световых пучков) достигается за счет введения узла остановки 17 механизма 7 сканирования в заданных положениях, управляемого блоком управления 17, и блока усреднения расфокусировок 22, выполняющего операцию пространственного усреднения расфокусировок в парах групп контрольных точек, расположенных на траектории сканирования симметрично относительно заданных точек, лежащих на направлениях на органы юстировки линзы Френеля. 8 ил, 1818616

55

Изобретение относится к оптико-механической промышленности, а более конкретно устройствам для контроля положения линзы Френеля в зеркальной фотокамере в условиях конвейерной сборки фотоаппаратов. °

Цель изобретения — повышение точности контроля, На фиг.1 изображена функциональная схема устройства контроля; на фиг.2 — ход лучей при различных положениях зеркала фотокамеры; на фиг,3 — пример расположения контрольных точек на одной из сканируемых плоскостей; на фиг.4 — схематическое изображение процесса пространственного усреднения расфокусировок; на фиг.5 — укрупненный алгоритм функционирования устройства; на фиг.6 — функциональная схема блока усреднения расфокусировок; на фиг.7 — блок-схема варианта технической реализации блока усреднения расфокусировок; на фиг.8 — функциональная схема варианта технической реализации элементов сканирования. устройство для контроля зеркальной фотокамеры 1 (фиг.1 и 2} содержит формирующую оптическую систему в виде источника светолазера 2, оптического блока раздвоения светового луча 3, механизма обтюрации

4 с датчиком его положения 5, механизма сканирования 6, связанного механически с узлом остановки в заданных положениях 7 и датчиком положения 8, связанным с механизмом сканирования 6. Контролируемая фотокамера 1 с объективом 9, зеркалом 10 и линзой Френеля 11 располагается между механизмом сканирования 6 и отражателем

12 с матовой отражающей поверхностью, В состав приемной и формирующей оптических систем входит также светоделительный элемент 13, причем приемная оптическая система содержит объектив 14, в фокальной плоскости которого расположен позиционно-чувствительный фотоприемник 15, связанный своим выходом с первым входом 16 электронного блока обработки информации 17, второй и третий входы которого 18 и 19 соединены с датчиками положений 8 и 5. В состав электронной схемы устройства входят также блок управления механизмом сканирования 20, связанный электрически посредством группы выходов 21 с узлом остановки в заданных положениях 7 и блок усреднения расфокусировок 22, связанный своей группой входов 23 с группой выходов 24 электронного блока обработки информации 17, а своим сигнальным входом 25 с датчиком положения 8 механизма сканирования 6, 5

Световой пучок от лазера 2 делится оптическим блоком 3 надва параллельных пучка, направленных на объектив 9 фотокамеры 1, далее эти пучки, пройдя механизм обтюрации 4 и сканирования 6, управляемого, в свою очередь, узлом остановки в заданных положениях 7, попадают в объектив 9 фотокамеры 1. В результате на отражателе 12 (при зеркале фотокамеры 10 положение II на фиг.2) или на линзе Френеля 11 (положение на фиг.2) при опущенном зеркале 10 сформируются поочередно два светоых пятна. Вследствие диффузного отражения от матовой поверхности сканируемой плоскости (12 или 11) образуются световые пучки лучей, направленные обратно к объективу 9 фотокамеры

1, которые проходят его в обратном направлении и, пройдя механизм сканирования 6, светоделительный элемент 13, попадают в объектив 14 приемной оптической системы, который формирует в фокальной плоскости на позиционно-чувствительном фотоприемнике 15 изображения световых штрихов.

Простейший случай расположения контрольных точек на одной из сканируемых плоскостей изображен на фиг.3. Траектория сканирования световых пучков представляет собой стороны равностороннего треугольника, причем перпендикулярны опущенные из центра траектории на соответствующую сторону треугольника являются одновремнно частями медиан треугольника и имеют на своем продолжении пересечение с органами юстировки А, В и С линзы Френеля в зеркальной фотокамере. Контрольные точки на траектории расположены в виде групп симметричных относительно заданных точек А(0), В(0) и

C(0), лежащих на указанных найравлениях.

В/(/, В/1=1/, ..., В/1/, В/1/, ..., В(/1=1/), B/L /

А/! /, А/!.=1/, ..., А/1/, А/1/, ..., А(/1=1/), А/! /

C/L/, С/!=1/, ..., С/1/, С/1!, ..., q/L-1/), C/L (1) где L — число контрольных точек в группе— для рассматриваемого примера L = 5.

В процессе работы устройства механизм сканирования 6 (no фиг.1) перемещается дискретно под управлением узла . остановки в заданных положениях, электрический режим работы которого (скоростьдлительность перемещений, длительность остановок) определяется управляющими сигналами, поступающими с группы выходов блока управления 20 механизма сканирования.

В момент остановок в каждой из контрольных точек соответствующей группы

/А/!/, А/Г /, В/!/, В/Г /. С/!/, С/Г /, где

1818616

20

Ь{В(!)) = (5) 55

i - 1,L; = 1,L / механизмом обтюрации 4 обеспечивается поочередное перекрытие световых пучков. При этом, на позиционночувствительном фотоприемнике 15 поочередно появляются световые пятна в виде штрихов, представляющих собой изображения следов лазерных пучков на сканируемых плоскостях. Датчиком положения механизма сканирования 8, связанным со вторым входом 18 электронного блока обработки информации 17 вырабатывается управляющий сигнал на съем информации с фотоприемника 15 о положении светового штриха в фокальной плоскости объектива 14 для каждого из пучков в контрольной точке.

Так для групп В/!/ и В/Г /, где = 1,5 информация будет считываться электронным блоком 17 по входу 16 в следующей последовательности:

У{Л1,В/5/), У(Л2,В/5/}, У(Л1,В/4/), У(Л2,В/4/}, ..., У(Л1,В/1/), У(Л2,В/1/).

У(Л1,В/1 /), У(Л2,В/1 /}, У(Л1,В/2 /}, У(Л2,В/2 /)...., У(Л1,B/5 /), У(Л2,В/5 /), причем первый индекс характеризует номер пучка; луч 1 или луч 2, и однозначно определяется сигналом, поступающим с датчика положения 5 механизма обтюрации

4 на третий вход 19 электронного блока 17.

Второй индекс соответствует контрольной точке в соответствующей группе и однозначно определяется сигналом с датчика положения 8 механизма сканирования. По завершению приема информации о положении изображения следа от каждого из лучей электронным блоком обработки информации 17 определяются масштабированные значения расфокусировок в каждой из точек

Ь(В/5/). Ь(В/4/), ...,Ь (В/1/), Ь(В/5 /), Ь (В/4 /)....,Ь (В/1 /}. (3) причем каждое значение масштабированной расфокусировки определяется согласно выражению:

Ь {В/i/} = У(Л2, В/i/} — У{Л1, В/! /)

Ь(В/Г /) = У{Л2,В/! /) — У(Л1,В/i /} (4)

Истинное значение расфокусировки в каждой из точек определяется блоком 17 по приближенной формуле (3) где Гоб — фокусное расстояние объектива 9 фотокамеры;

foe — фокусное расстояние оптической системы;

0 — расстояние между параллельными пучками лучей.

Знак величины расфокусировки в каждой из точек определяется информацией с датчика 5 и очередностью появления световых пятен на матовых поверхностях рабочих плоскостей. Информация о величине и знаке расфокусировок в каждой иэ точек поступает последовательно в процессе дискретного сканирования в блок усреднения расфокусировок 22 по группе входов 23, причем прием информации синхронизируется сигналом с датчика положения 8 механизма сканирования 6. При этом блоком усреднения расфокусировок 22 осуществляется накопление и усреднение значений расфокусировок в симметричных парах относительно заданных точек групп

Z ь (в (i))+ z ь (в (i )i

1 =1 =1!

Ь(В) — (6) На фиг,4 показано схематическое изображение процесса пространственного усреднения для случая применения в качестве позиционно-чувствительного фотоприемника линейного ПЗС. Сигнал с выхода линейного ПЗС поступает в электронный блок 17 в виде электрических сигналов, представляющих собой отсчеты адекватно отображающие распределение освещенности в

30 оптическом сигнале изображения. На диаграммах показаны исходные, искаженные спекл-структурой, сигналы в контрольных точках соответствующих групп, причем по осям диаграмм отражены j номер отсчета пространственного дискрета и

$В(!)())в1, ау ЗНаЧЕНИя ОтСЧЕтОВ дЛя ИЗОбражений от обоих пучков. Вследствие искажений сигналов положение каждого из световых штрихов Уи,,как следствие, значение масштабированной расфокусировки для каждой из контрольных точек определяется блоком 17 со случайной погрешностью.

Учитывая, что при расстоянии между точками в каждой из групп превышающем ширину светового пятна в плоскостях линзы

Френеля 11 и отражателя 12 корреляции между составляющими спекл-структуры отсутствует, можно заключить, что погрешности определения расфокусировки в каждой из контрольных точек группы являются случайными и некареллированными, т.е. для группы В

b(B(i)) = b(B(i)}+ QB(i)) или

Ь{В(!)} = йа {B(i))+ (В(!)), где L(B(i)) и юЯВ(!)) — случайные погрешности определения истинного и масштабиро1818616

15

40

55 ванного значения расфокусировки в 1-й точке.

Очевидно, что в результате усреднения значений расфокусировок в каждой из пар групп в соответствии с выражением (6) указанные составляющие будут компенсироваться как результат многократного усреднения некорреллированных случайных ошибок. При этом найденное таким образом усредненное значение расфокусировки соответствует заданным . точкам А(0), B(0) и С(0) как центрам симметрии усредняемых групп. Можно также заключить, что полученное в результате усреднения значение расфокусировки может быть сопоставлено с гипотетическим сигналом SB,(j)>, >g, характеризующимся существенно уменьшенным значением наложенной спекл-структуры и введенным в электронный блок 17 при остановке механизма сканирования в точке В(0) (аналогичные рассуждения могут быть приведены для точек каждой из групп);

Контроль осуществляется в два этапа.

На первом определяются усредненные расфокусировки в трех точках кадрового окна

Ьк(В), Ьк(А) и Ьк(С), Затем определяются значения расфокусировок в плоскости линзы

Френеля 11 Ь ь(В), Ьф(А) и Ьф(С) при втором положении наклонного зеркала 10 (по фиг.2), определяется разность расфокусировок для соответствующих точек аВ = Ьк{В) — Ьф(В);

aA = Ьк(А) — b A (8) аС = bb C) — by(С); и полученный результат сравнивается с допуском, Укрупненный алгоритм функционирования устройства представлен в виде блоксхемы на фиг.5, Причем пунктиром обведены два основных блока операций: блок 1 и блок 2. При этом в состав блока 1 входят основные операции, выполняемые блоком усреднения расфокусировок 22 (по фиг.1), а в состав блока 2 — операции выпол.няемые известным электронным блоком 17 (по фиг.1) обработки информации.

В соответствии с приведенным вариантом алгоритма — съем информации, определение расфокусировок и их усреднение выполняются в реальном масштабе времени в процессе сканирования, т.е. после поступления с датчика положения активного сигнала, свидетельствующего о положении светового пучка в контрольной точке, электронный блок 17 определяет расфокусировку в этой точке, а параллельно этому блок 22 идентифицирует номер точки в группе и переходит в режим ожидания приема инфор1 мации из блока 17. Ожидание прерывается запор-завершению onределения блоком 17 значения расфокусировки и выдаче его в аиде данных по группе выходов 24 совместно со стробирующими сигналами. Блоком 22 принимаются данные и накапливаются в его элементах памяти, после чего осуществляется проверка по результатам идентификации является ли принятое значение расфокусировкой последней точки в паре групп. Если обработана контрольная точка с промежуточным номером, осуществляется переход блоком 22 к опросу активного состояния датчика положения 8, свидетельствующего о нахождении светового пучка в следующей контрольной точке анализируемой группы. Блок же 17 переходит к указанному состоянию ожидания активизации датчика 8 сразу после выдачи данных о значении расфокусировки на группу выходов

24. После накопления данных о расфокусировке блоком 22 в последней контрольной точке пары групп им осуществляется усреднение значений расфокусировок (определение среднего арифметического) в соответствии с выражением (6), после чего осуществляется переход к анализу расфокусировок в следующей паре групп контрольных точек.

В устройстве введенные блоки и узел остановки в заданных положениях являются неоднозначными понятиями.

В соответствии с описанием, как в составе всего устройства (фиг.1), так и в укрупненном алгоритме (фиг.5), блок 22 выполняет следующие функции: — анализ активного состояния датчика положения 8 и в случае фиксации его идентификацию номера активизации датчика в паре групп относительно начальной; — ожидание появления сигнала, синхронизирующего выдачу данных блоков 17 по группе входов 24; — прием данных по группе выходов 23; — накопление данных в сумматоре и запоминание промежуточной суммы; — сравнение идентифицированного номера точки с уставкой, соответствующей числу точек в паре групп; — в случае, если номер активизации не равен уставке, осуществление перехода к шагу а); — в случае, если результат сравнения положительный, деление результата суммирования на значение уставки, соответствующее числу контрольных точек в анализируемой паре групп; — установка в начальное состояние промежуточной суммы, кода признака соответствующего текущему номеру активизации в

1818616 группе и регистрация усредненного значе- В процессе работы счетчиком 38 подния расфокусировки. считываются активизации его счетного вхоПриведенные выше пункты алгоритма да 39 и преобраэовывается в двоичный код функционирования элементов блока усред- номера на его группе выходов. Указанный нения расфокусировок, обозначенных на 5 код сравнивается элементом сравнения 43 фиг.5 соответствующими буквами. с кодом уставки, вырабатываемым элеменУказанные выше блоки широко иэвест- том 40, и равным числу контрольных точек в ны, в частности, могут быть использованы паре анализируемых групп. В случае, если для их реализации элементы микропроцес- коды не совпадают, никаких действий не сорной и дискретной (жесткая логика) тех- 10 производится, и счетчик 38 ожидает следующего перепада. После каждой активизации сигнального входа 25 блока усреднения

Аппаратно-программные средства дол- 22 через определенный интервал времени (равный времени определения электронным — узел-сравнения; 15 блоком 17 значения расфокусировки) на — узел усреднения и регистрации ре- группу входов 23 поступают данные совместно со стробирующим сигналом. Указан— узел заданиячислаконтрольныхточек ные данные поступают на первую группу входов 30 сумматора 26 и суммируются с — вспомогательные элементы задержки. 20 данными, которые представляют собой текущее значение промежуточной суммы, поНа фиг.6 изображена функциональная ступающими на вторую группу входов 31 схема варианта построения блока усредне- сумматора 26 с группы выходов 32 регистра ния расфокусировок 22 по фиг,1, В .предла- 27 промежуточной суммы. Выполнение опегаемый вариант блока входят следующие 25 рации суммирования стробируется по упузлы, элементы и группы линий связи: равляющему входу 33 импульсным — накапливающийсумматор.состоящий сигналом, который. в свою очередь. через из сумматора 26 и регистра 27, связанных интервал задержки незначительно превыпосредством групп выходов и входов 28 и 29 шающее время срабатывания сумматора 26, соответственно, причем группа входов 23 30 стробирует запоминание нового значения (по фиг.1 и 5) блока усреднения 22 связана промежуточной суммы в регистр 27 по его с первой группой входов 30 сумматора, вто- входу управления записью 35. Записанное рая группа входов которого 31 связана с значение поступает на вторую группу вхогруппой выходов 32 регистра 27, а управля- дов 31 сумматора 26, который произведет ющий вход 33 сумматора 26 связан с одним 35 следующее суммирование лишь после поизвходов23блока22,покоторомувпослед- ступления новых данных на свою первую ний передается стробирующий сигнал из группу входов 30, что обеспечивается строэлектронного блока обработки информации бированием по управляющему вхо 33. В

17(п и. ) (о ф г.1) и через первыи элемент задер- случае совпадения уставки элемента 40 с ходу жки 34 связан с входом управления записью 40 подсчитанным счетчиком 38 очередным кодом, на выходе элемента сравнения выраба— узел усреднения и регистрации ре- тывается сигнал, обеспечивающий: зультата 36. связанный своей группой вхо- — обнуление счетчика 38 по входу надов 37 с группой выходов 32 регистра 27; чальной установки 45; — счетчик 38 номера контрольной точки, 45 — стробирование занесения по его упсвязанный своим счетным входом 39 с сиг- равляющему входу, причем, стробирование . нальным входом 25 блока усреднения 22; будет выполнено с задержкой, равной сум— элемент задания уставки 40. связан- ме времен выполнения операций определений своей группой выходов с группой вхо- ния расфокусировки блоком 17 (по фиг.1), дов задания уставки 41 и второй группой 50 последовательного выполнения опе ий вхо ов 42 л д элемента сравнения 43, выход суммирования и регистрации сумматором ния операци которого 44 связан с входом начальной ус- 26 и регистром 27; тановки 45 счетчика 38 и через последова- — выполнение операци перации усреднения и тельное соединение второго и третьего регистрации принятых данных узлом 36 (по . элемента задержки 46 и 47 с входом 48 на- 55 фиг.5); чальной установки регистра 27, причем, от- -через интервал задержки, обеспечивавод между первым и вторым (46 и 47) емый третьим элементом 47 относительно элементами задержки подключен к управля- момента передачи данных регистром 27 пеющему входу 49 узла усреднения и регист- реводеговначальноесостояниеповхо 48 р ц р зультата 36. аии е (установка начального значения промежу l818616

5

25

35

55 точной суммы перед анализом следующей пары групп точек). Задание числа усредняемых данных (делитель выражения (6)) выполняется элементом задания уставки 40 по одноименной группе входов 41 узла усреднения и регистрации результата.

В настоящее время методы разработки микропроцессорной системы по функциональной схеме (фиг.6), блок-схема алгоритма(фиг.5) и приведенному выше словесному описанию алгоритма широко известны. При этом иэ множества возможных вариантов технической реализации блока можно выделить два основных направления: — реализация блока в виде проблемноориентированного контроллера, имеющего минимальное для выполнения требуемых функций число элементов и записанное в постоянное запоминающее устройство программное обеспечение на языке АССЕМБЛЕР; — реализация блока на основе серийно выпускаемых отечественной промышленностью микропроцессорных средств.

На фиг.7 изображена блок-схема вариэнта технической реализации блока 22 (по фиг.1, 5) усреднения расфокусировок.

На фиг.7 изображены:

50- системный генератор фаз на основе

ИС КР580ГФ24;

51 — центральный процессор на основе

БИС КР 580ИК80;

52 — системный контроллер и шинный формирователь на основе БИС КР580ВК38;

53- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

54 — оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

55 — программируемый параллельный адаптер связи с внешними устройствами на основе БИС КР580ИК55; — сигнальный вход 25 блока 22 (по фиг.1); — группа входов 23 блока 22 (по фиг.1);

В качестве примера реализации блока

22 на основе второго подхода может быть его выполнение на основе универсального программируемого контроллера "Электроника МС2702" с пультом управления и программным обеспечением, причем контроллер содержит все необходимые для реализации функций блока усреднения расфокусировок узлы, а именно: ОЗУ, ПЗУ; центральный процессор на БИС

КР580ИК80; программируемый адаптер

КР580И К55.

По приведенным выше материалам возможна реализация блока на основе жесткой логики, при этом счетчик 38 может быть реализован на ИС К555ИЕ5; сумматор — на основе ИС двоичных сумматоров К155ИМ1, регистр 27 — на ИС К555ИР22. К555ИР23; элемент 40 — на ИС К555СП1; элемент 40— в виде набора задатчиков — переключателей типа ПП-10 или в виде запрограммированного запоминающего устройства: элементы задержки — на основе комбинаций ИС одновибраторов К555АГЗ; узел 36 -(простейший делитель представляет собой сдвиговый регистр). Механизм сканирования 6 (по фиг.1), узел остановки в заданных положениях 7 и блок управления механизмом сканирования

20 могут быть реализованы на основе различных принципов, применяемых в оптикомеханическом приборостроении, с применением прецезионных шаговых сканаторов, имеющих сканирующие элементы, прецезионный привод на основе пьезоэлектрического двигателя и блока управления.

В простейшем случае механизм сканирования выполняется в виде оптического клина. управляемого шаговым приводом, выполняющим функции узла остановки в заданных положениях 7 (по фиг.1), и блока управления 20, управляющего приводом посредством электрических сигналов по заданной программе. В этом случае движение световых лазерных пучков будет осуществляться по окружности с остановкой в симметричных относительно направлений на органы юстировки группах контрольных точек.

Для получения более сложной траектории сканирования, например, треугольной, в качестве механизма сканирования может быть использован клиновый компенсатор. состоящий из двух клиньев одинаковой оптической силы, расположенных на оптической оси функциональная схема варианта технической реализации элементов сканирования: механизма сканирования 6, узла остановки 7, и блока управления 20 механизма сканирования приведена на фиг.8.

Механизм сканирования в виде клинового компенсатора управляется от узла остановки 7, выполненного в виде двух раздельных приводов на основе шаговых двигателей 56.

Каждый иэ приводов 56 управляет соответствующим клином и обеспечивает установку их в определенное положение, обеспечивающее сканирование световых пучков по заданной программе. При этом управляющие работой каждого из приводов сигналы вырабатываются блоком управления 20, состоящим иэ генератора сканирования 57, счетчика сканирования 58, запоминающего устройства 59 с программой сканирования и формирователей-усилителей 60. В процессе работы генератором 57 генерируется пд13

1818616

30

55 следовательность импульсов, поступающая на вход счетчика 58, который осуществляется циклический перебор двоичного кода на своих выходах, которые управляют адресными входами запоминающего устройства

59, в котором записана программа сканирования, представляющая собой двоичный код, соответствующий однозначному положению каждого из приводов 56 и узла остановки 7 каждый момент времени.

Указанный код в виде данных поступает на входы формирователей-усилителей 60, вырабатывающих сигналы, имеющие необходимую форму и амплитуду, для перемещения исполнительных механизмов приводов 56 и, как следствие, клиньев механизма сканирования 7, В устройстве введением новых элементов достигнуто повышение точности измерений за счет. уменьшения влияния на результат измерений спекл-структуры лазерного излучения, а также эа счет остановок механизма сканирования в заданных положениях, Введение остановок позволяет с максимальной эффективностью использовать в качестве позиционно-чувствительного фотоп риемника различные виды многоэлементных фотоприемников, например, линейные ПЗС, являющиеся на настоящем этапе наиболее перспективными элементами для угловых и линейных автоматических измерений.

Это вытекает из того, что, во-первых, устраняется неоднозначность между моментом начала накопления сигнала

ПЗС-фотоприемником и моментом прохождения световым пучком контрольной точки контролируемой поверхности, и, во-вторых, устраняется погрешность. вызванная искажением сигнала вида "смаза", возникающая вследствие того, что при движении светового пучка по контролируемой поверхности с перекосом во время накопления информации ПЗС-фотоприемником (обычно составляет десятки миллисекунд), вследствие преобразования продольной фокусировки в поперечную с соответствующим масштабным коэффициентом, оптический сигнал изображения будет смещаться в плоскости приемного окна ПЗС. Результирующий сигнал, накопленный в приемном регистре

ПЗС вследствие этого представляет собой свертку

F(X) = f(X-Хн) (1(Х) — 1(Х вЂ” Л Х)), (9) где Х вЂ” пространственная координата в плоскости приемного регистра ПЗС; 1(Х) — функция Хевисайда;

Хн — координата оптического сигнала (штриха изображения), которую он имеет в момент начала накопления регистром

ПЗС;

f(X) — распределение освещенности в оптическом сигнале;

Л Х вЂ” величина пространственного смещения светового сигнала в плоскости приемного регистра ПЗС эа время накопления.

Иэ выражения (9) следует, что сигнал имеет смещенный на х/2 геометрический центр тяжести (где Л Х в общем случае является случайной величиной), и пониженную крутизну фронтов, что снижает точность определения расфокусировок при использовании бинарных методов квантования видеосигнала в электронном блоке обработки информации. Компенсация указанных погрешностей снижением скорости сканирования в общем случае не представляется возможной вследствие существенного увеличения времени контроля (в особенности при статистическом сьеме данных), Учитывая, что допуск на рассогласование положений линзы Френеля и плоскости кадрового окна не должен превышать

+0,02 мм, весьма актуальной является эадача обеспечения точности измерений указанного параметра 0,003...0,005 мм и менее, что позволит обеспечить необходимые, с точки зрения технологического процесса, значения вероятностей пропуска бракованных изделий и эабраковывания годных, что, в свою очередь, позволит снизить процент рекламаций на выпускаемую продукцию и производственные издержки на перепроверку годных фотокамер. Достижение же точностей порядка единиц микрометров при дискретности типового ПЗС 15 мкм, возможно как за счет изменения масштабного коэффициента оптической системы (выражение (5)), так и за счет применения интерполяционных алгоритмов определения положения характерных признаков сигнала иэображения. Применение указанных алгоритмов затруднено и не дает существенного повышения точности при наличии в сигнале изображения наложенной составляющей спекл-структуры. Применение устройства позволяет провести частичную компенсацию влияния на результат измерений спекл-структуры, и, как следствие, повысить эффективность применения специальных алгоритмов при определении положения сигналов изображения электронным блоком обработки информации.

1818616

Эффект достигается также и при использовании метода бинарного квантования.

Формула изобретения

Устройство для контроля зеркальной 5 фотокамеры, содержащее расположенный в плоскости фотопленки отражатель с матовой поверхностью, сопряженные друг с другом с помощью светоделительного элемента. установленного перед фотоаппа- 10 ратом, приемную оптическую систему и формирующую оптическую систему, выполненную в виде расположенных по обе стороны от светоделительного элемента механизма сканирования, установленного 15 перед фотокамерой, и механизма обтюрации, перед которым размещен оптический блок раздвоения светового пучка, установленный перед источником света в виде лазера, а приемная система выполнена в виде 20 объектива, в фокальной плоскости которого расположен позиционно-чувствительный фотоприемник, выходом соединенный с первым входом элктронного блока обработки информации, второй и третий входы которого соединены соответственно с датчиками положения механизма обтюрации и механизма сканирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены электрически соединенные блок управления и кинематически связанный с механизмом сканирования узел остановки в заданных положениях, соответствующих нахождению сканирующих контролируемую поверхность световых пучков в контрольных точках, расположенных на траектории сканирования в виде групп, симмеричных относительно заданных точек, причем выходы электронного блока обработки информации соединены с соответствующими входами введенного блока усреднения расфокусировок, сигнальным входом, соединенного с датчиком положения механизма сканирования, т

J. 1

1818616

1818616 ((l(! gee< ð

А; е а

Иде нтороиа оя

И)НЛ1 ) ОЯЬНОО /ЛЯ/м у

Ма кь| рЕНиЕ РССахжУ

cию ок ®

ilepe od ii слесЬ оау ь

1 nape zPxnn лома ( (( (( ( ((! (1(!

1! ! ( (( (1

1818616

Составитель С. Езерский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Ревская

Фиг.8

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1938 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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