Оптико-электронное устройство для совмещения фокальной плоскости объектива с заданной плоскостью

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

G 02 В 27/16

Государстмнный каинтет

СССР (53) УДК535 818,4 (088. 8) ае делаи наебретеннй н открытий

Опубликовано 23. 11. 81. Бюллетень Юе 4)

Дата опубликования описания 25.11.81

М. Б. Гутин, Е. Г. Столов и;.Э. Г. Тер-Захарян (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ

ФОКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ ОГЬЕКТИВА С ЗАДАННОЙ

ПЛОСКОСТЬЮ

Изобретение относится к оптикомеханической промышленности и может применяться при юстировке оптических приборов, а более конкретно - при совмещении фокал ьной плоскости объекти ва какой-либо опти чес кой системы (например, фото- и кинокамеры, микроскопа и т.n.) с заданной плоскостью, например с плоскостью, в которой раз-. мещен приемник излучения.

Известно устройство для юстировки оптических приборов, содержащее автоколлиматор с механизмом фокусировки, исследуемый объектив и зеркальнолинзовый отражатель 1J.

Недостатками укаэанного устройства является невысокая точность определения установки заднего отрезка объектива относительно плоскости носителя фотослоя, сложность совмещения оптических осей и плоскостей изображения, субъективность и утомляемость глаза при постоянной работе на автоколли- маторе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения рабочих отрезков фотообъективов, содержащее установленные на оптической оси источ5 ник света, коллиматор, объектив модулятора с приводом, фотоприемник и схему обработки сигнала, включающую фильтр, синхронный детектор и регистратор (21.

Недостатками указанного устройства являются сложность схемы, нестабильность системы из-за наличия двух фотоприемников, трудность четкого

15 согласования размеров диафрагмы с положением растра для получения максимального сигнала светового потока.

Цель изобретения - упрощение устройства для совмещения фокальной плоскости объектива с заданной плоскостью.

Указ энная цель достигается тем, что один вход синхронного детектора через фильтр соединен с выходом фотоприе,лника, другой - с приводом, а

83840 выход подключен к регистратору, при этом чувствительная площадка фотоприемника размещена за объективом на расстоянии

Ж- 1)Я от заданнои плоскосч и ти, а модулятор выполнен в виде плоскопараллельной стеклянной пластины с оптической толщиной пд « 0,15f, где и — показатель преломления стекла, d - - толщина пластины,,К - фокусное расстояние объектива, с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода в направлении, перпендику,лярном оптической оси системы.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит точечный источник 1 света, коллиматор 2, испытуемый объектив 3, стеклянную пластину 4, приемник 5 излучения, фильтр

6, синхронный детектор 7, регистратор, (отсчетное устройство) 8, привод (электродвигатель) 9.

Излучение источника 1 света пре обр аз ует ся колл иматором 2 в пар алл ел ьный пучок света, который фокусируется объективом 3 в некоторой плоскости, При этом часть светового потока попадает на рабочую поверхность приемника

5 излучения. Сигнал с выхода приемника

5 через фильтр 6 поступает на один из входов синхронного детектора 7, на другой вход которого поступает опорное напряжение с электродвигателя 9.

Электродвигатель 9 сообщает пластине модулятора 4 возвратно-поступательное перемещение, в результате которого она то вводится, то выводится из светового потока. При этом на выходе приемника 5 образуется переменный сигнал, обусловленный изменением величины светового потока, падающего на рабочую поверхность приемника; линейный размер указанной поверхности зависит от целого ряда элементов схемы, точности совмещения и т.д. На основе исследования наиболее употребляемых элементов было установлено, что оптимальный линейный размер чувствительной площадки фотоприемника не пре- вышает 0,1т, где f - фокусное-расстояние объектива.

Устройство работает следующим образом.

Плоскопараллельная пластина 4 при введении в системУ удлиняет ход лучей и дает изображение источника 1 света совместно с коллиматором 2 и объективом 3 е некоторой плоскости. Если

4 пластина отсутствует, то изображение получается в другой плоскости. При совпадении фокальной плоскости объектива с заданной плоскостью, сигнал на приемнике 4 при наличии пластины и в ее отсутствие одинаков. Разница заключается лишь в том, что в первом случае на приемник падает сходящийся пучок света, а во втором - расходящийся. Этот эффект достигается за счет надлежащего расположения приемника 5 излучения и оптической толщины пластины.

При совершении пластиной 4 возвратно-поступательного перемещения с постоянной частотой а на выходе приемника 5 образуется переменный сигнал, который через фильтр 6, выделяющий колебания с основной частотой « поступает на синхронный детектор 7, на другой вход которого поступает опорное напряжение с электродвигателя 9 . На выходе синхронного детектора 7 образуется постоянный сигнал, который регистрируется отсчетным устройством 8. При совмещении фокальной плоскости объектива 3 с заданной

° плоскостью величина переменного сигнала на выходе приемника и соответственно показания отсчетного устройства равны нулю. При несовпадении фокальной плоскости объектива 3 с задан ной плоскостью на отсчетном устройстве будет вырабатываться сигнал, знак которого зависит от направления смещения фокальной плоскости объектива 3 относительно заданной плоскости.Исходя из знака сигнала на выходе отсчетного устройства оператор определяет направление, в котором нужно перемещать объектив 3 вдоль оптической оси для совмещения его задней фокальной плоскости с заданной ппоскостью. При совмещении задней плоскости испытуемого объектива с заданной плоскостью, приемник 5 излучения изымается и вместо него устанавливается рабочий приемник излучения, поверхность светочувствительного слоя которого расположена в заданной плоскости.

Изобретение позволяет сравнитгльно просто и точно произвести совмещение .фокальной плоскости объектива с заданной плоскостью и на его основе могут быть построены автоматические действующие фокусирующие,устройства.

Формула изобретения

8838

Составитель Н. Вашковская

Редактор О. Половка Техред А. Савка Корректор О. Билак

За каз 10226/71 Ти раж 542 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Оптико-электронное устройство для совмещения фокальной плоскости объектива с заданной плоскостью, содержа,щее установленные на оптической оси источник света, коллиматор, объектив, модулятор с приводом, фотоприемник и схему обработки сигнала, включающую фильтр, синхронный детектор и 1о регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства для совмещения фокальной плоскости объектива,с заданной плоскостью, один вход синхронного детектора че- >s рез фильтр соединен с выходом фотоприемника, другой - с приводом, а выход подключен к регистратору, при этом чувствительная площадка фотопри40 6 емника размещена за объективом на расстоянии - )а заданнои плоскости, v и а модулятор выполнен в виде плоскопараллельной стеклянной пластины с оптической толщи ной nd 4 О, 15 f, где и - показатель преломления стекла, d - ; f - фокусное расстояние объектива, с поэможностью возвратно-поступательного перемещения от привода в направлении, перпендикулярном оптической оси системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 605194, кл . 0 03 В 43/00; 08.05.75.

2. Креопалова,Г. В., Пуряев Д. Т.

Исследование и контроль оптических систем. М., "Машиностроение", 1978, с. 57 (прототип).