Способ измерения рабочего отрезка объективов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧЕГООТРЕЗКА ОБЪЕКТИВОВ 801249370(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон измерений. При смешениях контролируемого объектива 6 на выходе детектора 15 появляется напряжение, которое сглаживается фильтром 22 нижних частот ц прикладывается к первому входу компаратора 23, к второму входу которого подключен источник 24 опорного напряжения. При превышении напряжения, формируемого на выходе фильтра 22 нижних частот, опорного напряжения компаратор 23 закрывает ключ 20 и открывает клоч 21 и продолжается работа ца высокой пространственной частоте с мецьшей амплитудой сканирования. 2 цл.З с Е,Изобретение относится к пзмерителы)ойтехнике и может быть использовано для технологического измерения и аттестационно 0контроля величины рабочего отрезка об ьгктивов в условиях серийного и массового производства.Известен способ измерения рдооче. 0отрезка обьективов, заклк)чаю)ццйся в построении изображения тест-объекты в плогкость анализа и совме)цении ее с .)редметной плоскостью об ьектива.Недостатком способа является субъективность контроля и ма.)ая производите,Еьцость.Наиболее близким техническим рс)цецисмк предлагаемому является способ измерения рабочего отрезка объективов, заклк)чающийся в построении изображения тестобъекта в плоскости анализа, сканированияизооражецня тест-объекта по глуоиес с одновременной низкочастотной и высокчасто:ной фильтрацией изображеция тест-ооъскты,преобразовании оптического сигнала в злектрический, разделении сигналов (3 Ба канала, выделении огибающих злектрическцхсигналов, сравнении сигналов г порным си)налом, частота и фаза которого соотвс ствует частоте и фазе сканирования изображения, формировании по результатам грывнеция управляю(цего сигнала цы персмспшние контролируемого объекти)за, при н мпри превышении амплитуды Высокчастотногоо сигнала максимальной амплитуды пбочцого максимума на расфокусировочцикривой управляющий сигнал формиру(отпутем сравнения огибающей Бысокоцастотного сигнала с опорным, ы амплитуда сканирования не превышает ширины расс(жусировочной кривой для высокой ростры)ственной частоты ца уровне, равном 1)олвине максимального значения )2,Недостатком известного сш)гооы ялягл гяузкий диапазон измерения рыбочцх отрезков объективов при работе ца двух рысфкусирОВОчных криВых - )изкочыстОтнЙ иВысокоастотнОЙ.Данный недостаток вызван тем, чдля расширения диапазона измерений необходима пространственная фильгрдция Е,ынизкой ГЕрострацственной частоте. Дл 51 д(л цжения точности измерения 11 с)с)ходРмы прстранствецная фильтрация цд высокой прстранственной частоте.Если выбрать пространственную чыгл 0 ту, у которой глубина модуля)ии В обл)5 сз),близкой к расфокусировочной кривой, дпя высокой пространственной частоты не бу,сс тблизка к нулю, т.е. расфкуси ровоч)цкривая обладает менее пологим максимумом,то одновременно уменьшается диапазонизмерения.Указанные обстоятельства связаны смалой амплитудой сканирования, кс) Срук)нельзя увеличивать больше ширины рдсфокусировочной кривой для высокой 3).)остры:)СтВЕННОй ЧаетОтц, таК КЗК В Нижней ЦсЕС)И Оны станоитгя несимх(егриче)ой,т.е. в резульгытг контроля В)Ориг(я ог;)ешность измер( 3)ий.Кроме того. Р)зестыР) способ и устрой (я во имеют низкое быстродействие, так как при большом смещеии фока,)ьной плоскости контроирус мо о объск Гива следя)цая система при дальсЙ фокусировке издд 1 СКа ТЯ НС Т С Мс 1,ОИ С КО РОС ТЬК), ЧТО ВЫЗ 153130 мдлОЙ Глб)(нон мо;Сх 35 Н)ии рагс)Окусирночной криОЙ.Указанное обстоятельство снижает проЕеводительо(л ь ко 3 гроля, что является Важным фактрох при к)ГЕрлс серийных обьективов, выпускаемых массовым тиражом и требуст угты)ввки дополнцтслшЕых устройств.Ес()Ь 155(ц)НТСНИя )ЫГ)3)С)Сс 3)ИГ Л)дцс)- зона измсрсццй.11 Р 3 5 11)ндс )(1 П СС)С 3 1 )Е;( сс ) Е; Ч)Г) гГГ 1 ысно снос оох измгРгни 53 Рабс)СГО От рс.,)к 2 обьск 1 ивБ, за к,ю 1 с)юп с 51",гя Б носТРОСЦИ И 1330(3.ЫЖ(.ЦИ Я Т(.("Г.6 СКТЫ В ПЛ ОСКОСл и анализа. гкапровд:)и). 3:зображсния тггт-Об ьск Гд 0 ,)у:.33 с ( днврсх)енцой :)из кчастотной и Б)скоча(л От)ц)й с) 3(л ь гры циси Р);5 обрскс 3)3353;с г) -снггктд, преобры- З 1)с) Ец 0 3 ГР )ЕСКоС) Г ИЕ с 15)с) с) ЗГ)СКТР И ЧС- гкпй, раздел( цц ги)палов 313 днд каналы 5)э)дСЛ(.Н И )5 ОИ бс) К)НИХ 3, С К" р И Ч(СК 31 Х СИ Г- пало. срывсниц ги: алов г 0;)р 3)м сиг)алом, часгогы и фаза к(лорго сответс)вхют с(ысзотс и фазе ( кыпр 153 и 5 ИзобРс) Ж(.ЦР 51, 03)МИ;)С)33 И Ц 3 С) с)С.:55,1 Гс 1 Т 3 51 СРа В - 1 Е 1 И я Х 1 р с) БГ 51 1 С) 11 С. Г 0 (.Г Н 3.3 1 Ы3 С ) С М С 1 П - пис контрлР)рл с)10 Об ьекти Бы, причем при прг)5 ыСпиц ам п,:1(д 1 Бь)гокчыгт(л- Е( 1 0 Г И 1 11 3. с 3 )1 3 К Г Ц ( Ы Г Ь ) 0 И Ы М (Г и Г с Д ЫО0 0Ц 010 Х 1 сс К( )( 3Х) с 1 Ц Ы Р Ы Г (;) О( У Г И Р Г) 5 0 Ч Ц 0 И КЕ) И Бй, и рс 11)Г 5 НОНЕИ И гц Гы.(роом Ир 5 ЮТ ПУтСМ СРс)35)(СЦИЕ)ОГЦбаЮЦ)гй ВЬ:СОКОЧаетОТ)ОГО ГИГ).ЫЛЫ С ПОРЦЬ)М, 3 с)ИЛИ",ДЫ СКЫ- цирнация цс:1)с Быыг 1 ирины и;)сфокх Сирвоч )ОЙ кривой для ь:гокЙ прстран с) Бг и пои Р(с)т): пырнс, рд В)н) м поло ИС МДКСИХ 1 с.,31)10 С) 3 с 11151, )1 (1)ОРИРО - 3 ЦИИ с 3)РЫ 15,)Я)0)НЕГО Г)33 ПЫ,12 1 ГЕ СРс)151)Г. я гибыюпсй цизкчдгл гпог гигпы,)а Г ПГ)РЦ 3,3 С:(Ы):)1)01)с)ПЕ)( По ".,". Г)ИЦС ОС(в ПЕСТБ,151 К)Т с с) МП, 3 ИТМ,1 И, Сс П РЕЫ 13)с) Ю 33 ГИ шири)ы рысфс)кусирсвоццЙ кривЙ д.)я ни:5- кс)Й прс)с 3 рыпсте)с 133 Й частоты на х рс)Бс, РЫБНОМ ПОГО)ИЦЕ МЫКСЫМ;1,1 Ы)0 0 3133(ЕНИ 51.ы фиг.Нрсдстдвле 3 фукипыльная СХЕМ 2 )3)ОРС Гвс), рС 3 3 И 5 ЮПСс. ГО Прс 121 ае мый (110(об; ны фи). 2 кривые. пояс 5 поц)ис;)ыботм астри("Гвс 3.У(л ройгтво со Ссржит (с)ос) Еик 1 света, к 1,(гсор 2, Гегт Об),ек ), Вы(с "шеныЙ, Напри лср,:5 Вцдс пс Есной диыфраех)ы. свс)олсх)НЕс,п,ные, 2.)сом(ИЕГ , ко,),п мир; к) )ций 00 ),с кЕН;5;), кон ) ро. ) и рог 1,) 31 00)ект 315 Е), б)1 К 7 ",)моц)111,"кы)ЕИ)овс 11151 , 01 ра - )3(ыю 1)СР)м злсме;)тм, мцк "об",гк Ив (Ч дцгк 9 с 1 пс)с),с) ГОЕ)31 3.50,(3, СЫОПРИС Х 1 ЦИ К11, полосовые фильтры2 и 13, детекторы 14 и 15, фильтры 16 и 17 нижних частот, конденсаторы 18 и 19, ключи 20 и 21, фильтр 22 нижних частот, компаратор 23, источник 24 опорного напряжения, фазочувствительный детектор 25, усилитель 26 мощности, механизм 27 перемещения, индикатор 28.Устройство работает следующим образом.Тело накала источника 1 света проектируется с помощью конденсора 2 на целевую диафрагму 3.Изображение шелевой диафрагмы 3 с помощью светоделительного элемента 4 и коллимирующего объектива 5 строится испытуемым объективом 6 на поверхности отражающего элемента блока 7 глубинного сканирования и в обратном ходе переносится испытуемым об ьективом 6 и коллимируюцим объективом 5 в плоскость анализа, которая переносится микрообъективом 8 в плоскость, в которой установлен диск 9 анализатора.Диск 9 анализатора проводит пространственный анализ спектра изображения щелевой диафрагмы 3, имеющей спектр, близкий к непрерывному.Световой поток, промодулировднцый частотами, определяемыми частотой нанесения решеток на диск 9 анализатора и скоростью вращения привода 10, попалает нд фотоприемник 11.Электрический сигнал, снимаемый с фотоприемника 11, поступает на цолосовые фильтры 12 и 13, выделяющие первую гармоническую составляющую, амплитуда которых связана с текущим положением контролируемого объектива 6.Сигналы с выхода фильтров летектируются детекторами 14 и 15 и сглаживаются фильтрами 16 и 17 нижних частот. Молулирующая огибающая отделяется от постоя- ной составляющей конденсаторами 18 и 19 ц поступает на информационные входы клОчевых элементов 20 и 21, с выхода которых поступает на информационный вхол фазочувствительного детектора 25, ца опорный вход которого поступает сигнал с выхода блока 7 глубинного сканированияНапряжение с выхода фазочувствительного детектора 25 усиливается усилителем 26 мощности и поступает на механизм 27 перемещения, связанный с контролируемым объективом 6, осевое положение которого контролируется индикатором 28.Г 1 ри нахождении контролируемого объектива 6 в положении, соответствующем совмещению фокальной плоскости контролируемого объектива с положением предметнои плоскости микрообъектива 8, первая гармоника модулирующей огибаю(цей, выделяемой конденсорами 18 и 19, равна нулю. При этом на выходе фдзочувствительного детектора формируется цацряже ние, постоянная составляющая которого рав ца нулю, и коцтролир) смый об ьсктиц перемещается.При нахожлсции коцтролирус)10 гс Объектива 6 в Ином оложеции ца коцлецсдторах8 и 19 выделяется молулцруоц(ая огибаощдя, частота которой рдвцд чдсготе сканирования, д фаза здвисиг от зцдкд смещения кс)цтролируемого об ьектина 6.На Выходе фаЗОчувствительОГО Лстс к тора 25 формируется пульсирующее цдцрятулон сканирования. При мальх смещениях кситро,прус мого объектива 6 цд выходе летсктор 15 оявляется напряжение, которое сглаживается фильтром 22 нижних час) от и прик.дывается к Второму вхолу комп;1 рдтор 23, к первому Вхолу которого цолключсн источник 24 опорК)го,пряжеНИ.П р и 1 р Р 13 ы цс ц и и 11 д и 1) я ж е 11 и я, ф О Г) м ц и 1 смога ца вьхолс фильтра 22 ццжццх дсгог 25 30 ОпорОГО 1)цр 53 ЖОИИЯ, КО)црд ГО 1 23 31 крывает ключ 20 и открывает ключ 21 и уст- рОЙстВО И 1)05 О,1 жс 1 ет р 3 бот) д Высоко Иро. стра 3 ст 3 енцо 1 частоте с меньшей 1)мГ.)тулой СК 13 ЦИРОВДНИЯ.Напряжсцис Истоника :4 О.01)ИОГс) цдпряженця выбирдстся вы:с ",.ц)3 И 51. сс)сцг - Встствующего побочным мксиму)а 1 ц р;шфокусцровочцой кривой л,я цьОокой пространственной частоты (фиг. 2.Таким образом, в устройсте сю 1 сстВлястся сканирование с бо,ьшсй и мсцьшсй Зс 40 амцлцтулои Увеличение дмплцтулы скдцирОВция ппи фок)си 1)031)ции нд низко. ростр 1 цсГВ с ц 110 Й ч д .т От с Р 13 с ц ц 1) 51 с т:1 51 ц 13 О ц ц 3 м еренця, так кдк увсличцвдет амплитуду огцбд 0 пей, фори),смОЙ цд ск.Оц;1 х фс)куси- Г)овочнОЙ криВО 1 лля цизкОЙ црос 1 рдцст. венной частоты, д также цовьцдст быстродействие слеля (СЙ сис) смы изу 3 слисНи 1 ампгНтслОпбоцих. 50 Г 10 ложитсл цыц эффект от 1) ц мсцсцц 51 прсллагдемого способа по срдццсццю с известныы м, 13 котопо м цзмспс и Я 013 00 1 с 1 о Отрезка Ос,цсс 3 35 цс я оцср;3)х)ч 1 13), 1- ц к), состоит В иовы цеццц ц 0313 волитс, - :,ости коцтроя В 4 8 О 33 и сжс цц(О жение соответствующего зндка, перемещаемого контролируемым объективом в положение, соответствуюцее его фактическому рабочему отрезку, величина которого считывается ицликатором 28.При значительных смещениях контролируемого объектива от положецця, соответствующего фактическому рабочему отрезку, напряжение ца выходе фильтра нцжцих частот близко к нулю.Компардтс)р 23 формирхет напряжение,открывающсс ., Оч 20. 111,и .)с), ) с)10 .стВО работает Г 10 НОГ)мц л соцей (цизкОи) пространственной чдстотс с больой 1)мцс 31249370 Формула изобретения ПРдпр Риг г Сост( Вит( л и В. Васснов1 екре;1 И Верее КТираж 77ИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыт5, Москва, Ж 35, Раушская наб1 ПП Патент, г, Ужгород, ул П едактор Е. Гаппаказ 4226,142В орректор И МускиодписноеСССРийРоектн . 4 1303илиал 4,5 ая трудоемкости процесса и утомляемости опсратора. Способ измерения рабочсго отрезка объективов, заключающийся в построении изображения тест-объекта в плоскости анализа, сканировании изобретения тест-объекта по глубине с одновременной низкочастотной и высокочастотной фильтрацией изображения тест-объекта, преоб)разовании оптического сигнала в электрический, разделении сигналов на два канала, выделении огибающих электрических сигналов, сравнении сигналов с опорным сигналом, частота и фаза которого соответствуют частоте и фазе сканирования изображения, формировании по результатам сравнения управляющего сигнала на перемещение конт л 1 ск д 1,1 ск а 12 ск ролируемого ОбьскИва, причем при превы )пении амплиту;1 ы высокочастотного сигнала максимальной амплитуды побочного максимума на расфокусировочной кривой, управляющий сигнал формируют путем сравнения огибаю 1 цей высокочастотного сигнаа с опорным, а амплитуда сканирования не превышает ширины расфокусировочной кривой для высокой пространственной частоты на уровне, равном половине максимаьного значения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, при формировании управляющего сигпаа путем сравнения огибающей низкочастотного сигнала с опорным сканирование по глубине осуц 1 ествляют с амплитудой, не превышающей ширины расфокусировочной кривой для низкой пространственной частоты на уровне, равном половине максимального значения.