Способ установки оптических элементов с помощью телевизионного микроскопа

 

Сущность изобретения: параллельность двух элементов устанавливают путем изменения наклона элемента, размещенного между первым элементом и объективом телевизионного микроскопа, фиксируя его в положении, соответствующем максимуму видеосигнала выделенной строки. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к приборостроению, в частности изготовлению фотоэлектронных приборов (ФЭП) и может быть использовано при сборке фоточувствительных приборов с зарядовой связью (ФППЗС) и электронно-лучевых приборов (ЭЛП), в процессе которой требуется установка оптических элементов параллельно друг другу на заданном расстоянии.

Известны способы сборки ФЭП, обеспечивающие установку параллельности оптических элементов между собой либо методом оптического рычага, либо автоколлимационным методом. Однако они не позволяют одновременно, в одном процессе установить также и заданное расстояние.

Недостатком таких способов, таким образом, является необходимость смены инструмента в процессе сборки, что ведет к увеличению вероятности ошибки и увеличению трудоемкости.

Прототипом данного изобретения является способ сборки оптического узла ФЭП при помощи телевизионного (ТВ) микроскопа с выделением строки. Этот способ позволяет установить заданное расстояние между плоскости поверхностями оптических элементов прибора, в частности между фоточувствительной поверхностью входного окна. Для этого один из элементов размещают соосно оптической оси микроскопа, фокусируют объектив микроскопа на его поверхность по максимуму видеосигнала выделенной строки, затем перемещают положение плоскости фокусировки на заданное расстояние, размещают второй оптический элемент между первым оптическим элементом и объективом, перемещают его вдоль оптической оси до достижения максимума видеосигнала выделенной строки.

Недостатком этого способа является то, что параллельность элементов необходимо выставлять другими инструментами, либо путем многократного измерения расстояния между поверхностями в различных точках, что приводит к накоплению погрешностей измерения и, как следствие, к снижению точности.

Целью данного изобретения является повышение точности установки параллельности элементов.

Указанная цель достигается следующим образом: размещают первый оптический элемент соосно с оптической осью телевизионного микроскопа, фокусируют объектив микроскопа на поверхность первого элемента по максимуму видеосигнала выделенной строки, размещают второй элемент между первым элементом и объективом микроскопа на заданном расстоянии, изменяют наклон второго элемента относительно плоскости фокусировки объектива микроскопа до получения максимума видеосигнала выделенной строки и фокусируют второй элемент в положении, соответствующем максимуму видеосигнала. Отличия данного способа от известного заключаются в том, что после размещения второго элемента на заданном расстоянии изменяют его наклон, в требуемом положении, параллельном первому элементу, фиксируют по максимуму размаха видеосигнала выделенной строки. В частности, расстояние и параллельность можно определять с помощью ТВ микроскопа с автоколлимационным окуляром, формируя сигнал выделенной строки с помощью автоколлимационной миры. Этот вариант позволяет осуществлять установку элементов с зеркальными и полированными поверхностями. Параллельность оптических элементов друг другу в данном случае устанавливается с помощью одного инструмента, того же, что и для установки расстояния, в одном непрерывном технологическом цикле, что, очевидно, позволяет повысить точность.

Сущность изобретения заключается в следующем. После установки первого элемента соосно с оптической осью ТВ микроскопа при фокусировке его объектива на поверхность первого элемента наблюдается максимальный размах видеосигнала. При помещении между объективом и поверхностью первого элемента второго элемента произойдет расфокусировка изображения поверхности первого элемента, причем чем менее параллельны будут поверхности элементов друг другу (т.е. чем менее перпендикулярна поверхность второго элемента оптической оси), тем более будет такая расфокусировка. Это связано с тем, что наклон второго элемента вызывает изменение в ходе падающих лучей, что влияет на функцию распределения освещенности, а в конечном счете - на видеосигнал. В момент, когда поверхность второго элемента станет перпендикулярна оптической оси, искажения в ходе лучей будут минимальны, а видеосигнал, таким образом, станет максимальным.

В случае зеркальных или полированных поверхностей для их фиксации необходимо, как известно, использовать автоколлимационный окуляр.

Изобретение иллюстрируется примером сборки ФППЗ-9М, включающего плоскопараллельное входное окно и расположенный рядом фоточувствительный элемент, поверхность которого параллельна поверхности входного окна. Входное окно представляет собой плоскопараллельную пластину с полированными поверхностями из стекла С50 с показателем преломления n_с = 1,49, диаметром D = 20,0 мм и толщиной d = 3,1 мм. Расстояние между обращенными друг к другу поверхностями входного окна и фоточувствительного элемента составляет l = 1,5 мм.

Сборку осуществляют при помощи ТВ микроскопа, в состав которого входят: промышленная ТВ установка ПТУ-50, состоящая из ТВ камеры и видеоконтрольного устройства ВКУ; - микрообъектив ОМ12 (3,7^х) с тубусом от микроскопа МИР-2 с автоколлимационным окуляром; - столик с угловыми и линейными перемещениями в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; - осциллограф С9-1.

Процесс осуществляется в следующей последовательности: - фоточувствительный элемент устанавливают соосно оптической оси ТВ микроскопа.

- фокусируют ТВ микроскоп на указанную поверхность по максимуму размаха видеосигнала выделенной строки ВКУ на экране осциллографа, - перемещают микроскоп на расстояние, равное l- d=0,5 мм в направлении увеличения расстояния фоточувствительный элемент - микроскоп, что будет соответствовать фокусировке микроскопа на плоскость, в которой должна находиться внутренняя поверхность входного окна (учитывая смещение плоскости фокусировки, вносимое входным окном), - помещают входное окно объективом микроскопа и фоточувствительным элементом, - перемещают входное окно до совмещения обращенной к фоточувствительному элементу поверхности с указанной плоскостью, контролируя положения по максимуму размаха видеосигнала выделенной строки на осциллографе, формируемого с помощью автоколлимационной миры, - изменяют наклон входного окна до получения максимума размаха видеосигнала, которому соответствует параллельное расположение входного окна и фоточувствительного элемента.

Преимущества предлагаемого способа обусловлены возможностью сборки оптических узлов ФЭП на одной установке без смены или переналадки оборудования, в связи с чем повышается точность и обеспечивается многократное сокращение времени сборки при установке оптических элементов на определенном расстоянии с их взаимной параллельностью.

Формула изобретения

1. СПОСОБ УСТАНОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ТЕЛЕВИЗИОННОГО МИКРОСКОПА, включающий размещение первого элемента соосно оптической оси телевизионного микроскопа, фокусировку объектива микроскопа на поверхность первого элемента по максимуму видеосигнала выделенной строки, размещение второго элемента между первым элементом и объективом телевизионного микроскопа на заданном расстоянии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности установки параллельности элементов, изменяют наклон второго элемента относительно плоскости фокусировки объектива телевизионного микроскопа до получения максимума видеосигнала выделенной строки и фиксируют второй элемент в положении, соответствующему максимуму видеосигнала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расстояние и параллельность определяют с помощью телевизионного микроскопа с автоколлимационным окуляром, формируя сигнал выделенной строки с помощью автоколлимационной миры.