Способ контроля оптических систем

(51)5 О 01 М 11/00 РЕТЕНИ 2 с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится,к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности контроля и помехозащищенности, Изображение двух световых марок, формируемых блоком формирования 1, проецируется контролируемой оптической системой 28 в плоскость анализа, в которой установлен фотопреобрэзователь 5, выполненный на основе прибора с зарядовой связью 6, На выходе прибора с зарядовой связью 6 формируется видеосигнал в виде двух видеоимпульсов. Каждый видеоимпульс интегрируется с помощью интегратора 12. . Величины проинтегрированных сигналов последовательно запоминаются в динами. ческих запоминающих устройствах 13, 17 и делятся на два делителями 14, 1 8 напряжения.Текущее значение величины интегрируемого видеоимпульса последовательно сравнивается с запомненным в предцдущем циклезначением компараторами 15, 19. На выходе триггера 21 формируется информацион-ный временной интервал, измеряемый блоком измерения временного интервала 22. Длительность информационного временного интервала пропорциональна фо- .кусному расстоянию или линейному увеличению оптической системы, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано приконтроле линейного:увеличения и фокусного расстояния. различных оптических и оптико-электронных систем, напримерэлектронно оптических преобразователей,обьективов.Целью изобретения является повышение точности контроля и помехозащищенности,Способ включает следующую последовательность взаимосвязанных операций.Формируют контролируемой оптической системой изображения двух световыхмарок, Преобразуют изображение двух све. товых марОк в периодический видеосигнал,Интегрируют каждый видеосигнал. Делятпополам полученные. величины и запоминаютих, Затем проводят повторное интегрирование видеосигналов и по совпадению вели-.чин запомненных с получаемымиопределяют моменты. начала и конца временного интервала между видеоимпульсами, по которым определяют длительностьвременного интервала. О фокусном расстоянии и линейном увеличении оптической системы судят по длительности временногоинтервала,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - блок формированияизображения двух световых марок при контроле фокусного расстояния оптической системы, вариант; на фиг. 3 - временныедиаграммы сигналов, формируемых на выходе отдельных узлов и блоков.Устройство (фиг. 1) содержит оптическисвязанные блок 1 формирования изображения двух световых марок, выполненный ввиде источника 2 света и щелевых диаграмм3, 4 фотопреобразователь 5, выполненныйв виде прибора с зарядовой связью 6 (ПЗС),генератора 7, счетчика В. вход которого подключен к, выходу генератора 7, дешифратора 9, вход которого подключен к выходусчетчика 8, формирователя 10, вход которого подключен к выходу генератора 7, блокаключей 11, входы которого подключены квыходам дещифратора 9 и формирователя10, выход блока ключей 11 соединен с управляющими входам ПЗС 6, интегратор 12,вход которого подключен к выходу ПЗС 6,вход "Сброс" интегратора 12 подключен к. выходу дешифратора 9, последовательносоединенные динамическое запоминающееустройство ДЗУ) 13, вход которого подключен к выходу интегратора 12, делитель 14напряжения, компаратор 15, ключевой элемент 16, информационный вход которогоподключен к выходу интегратора 12, входы компаратора 15 подключены к выходу делителя 14. напряжения и выходу ключевогоэлемента 16, управляющий вход ключевогоэлемента 16 подключен к выходу дешифра 5 тора 9, последовательно соединенные ДЗУ17, вход которого подключен к выходу интегратора 12, делитель 18 напряжения, компаратрр 19, ключевой элемент 20,информационный вход которого подключен10 к выходу интегратора 12, входы компаратора 19 подключены к выходу делителя 18 напряжения и ключевого элемента 20, триггер21, установочные входы которого подключены к выходу компаратора 15 и выходу ком 15 паратора 19, блок 22 измерения временногоинтервала, выполненный в виде элемента23 И, входы которого подключены к выходутриггера 21 и выходу генератора 7, счетчик24, счетный вход которого подключен к вы"20 ходу элемента 23 И установочный входсчетчика подключен к выходу дешифратора9, регистр 25, информационные входы которого подключены к выходу счетчика 24, управляющий вход регистра 25 подключен к25 выходу дешифратора 9, индикатор 26, входкоторого подключен к выходу регистра 25,При контроле фокусного. расстояния Оптической системы блок 1 формирования изображения двух световых марок (фиг, 2)30 выполнен в аиде источника 2 света, щелевых диафрагм 3, 4 коллимирующего объектива 27.Контролируется линейное увеличениеили фокусное расстояние оптической систе 35 мы 28Способ реализуется следующим образом.Источник 2 света, входящий в блок 1формирования изображения диафрагм, ос 40 вещает.щелевые диафрагмы 3, 4. Изображения щелевых диафрагм 3, 4 переносятсяконтролируемой оптической системой 28 вплоскость анализа, в которой установленлинейный ПЗС 6, входящий в фотопреобра 45 зователь 5.Генератор 7 формирует импульсы, поступающие на формирователь 10. Формирователь 10 формирует импульсы опроса ПЗС6. Счетчик 8 совместно с дешифратором 950 формирует временные интервалы накопления и считывания зарядов с ПЗС 6. Импульсы управления ПЗС 6 через блок ключей 11поступают на ПЗС 6,На выходе ПЗС 6 формируется периоди 55 ческий видеосигнал в виде двух видеоимпульсов, амплитуда которых пропорциональнараспределению освещенности в изображении щелевых диафрагм 3, 4.Периодический видеосигнал поступаетс выхода ПЗС 6 на вход интегратора 12.Цикл опроса ПЗС 6 разделен на двавреманных интервала, в каждом из которыхинтегратор 12 последовательно. интегрирует первый и второй видеоимпульсы, В концекаждого подцикла осуществляется сбросинтегратора 12 сигналом, формируемым дешифратором 9.В конце каждого подцикла, перед сбросом интегратора 12. осуществляется последовательное запоминание сигнала,формируемого на выходе интегратора 12 вдинамических запоминающих устройствах13, 17 по, сигналам, формируемым дешифратором 9.Сигналы, запомненные в динамическихзапоминающих устройствах 13, 17, делятся,например, в два раза делителями 14, 18напряжения и поступают на первые входыкомпараторов 15, 19.В первом подцикле при интегрировании первого видеоимпульса по сигналу,формируемому дешифратором 9, открывается ключевой элемент 16.При формировании на выходе интегратора 12 сигнала, равного половине амплитуды сигнала, запомненного в динамическомзапоминающем устройстве 43, срабатываеткомпаратор 16. Выходной сигнал с компаратора 15 устанавливает триггер 21 в состояние "лог, 1". После окончания первогоподцикла ключевой элемент закрывается икомпаратор 15 перебрасывается в исходноесостояние.Ео втором подцикле при интегрирова. нии второго видеоимпульса по сигналу,формируемому дешифратором 9, открывается ключевой элемент 20,При формировании на выходе интегратора 12 сигнала, равного половине амплитуды сигнала, запомненного в динамическомзапомина ощем устройстве 17, срабатываеткомпаратор 19. Выходной сигнал с компаратора 19 устанавливает триггер 21 в состояние "лог. 0",После окончания второго подцикла опроса ПЗС 6 ключевой элемент 20 закрывается и компаратор 19 перебрасывается висходное состояние.Таким образом, за время одного циклаопроса ПЗС 6 на выходе триггера 21 формируется времен ной интервал, длител ьностькоторого связана с расстоянием между изображениями щелевых диафрагм 3, 4, т,е. слинейным увеличением оптической системы 28,Временной интервал, формируемый навыходе триггера 21, измеряется с помощьюблока 22 измерения временного интервала.Сигнал с выхода триггера 21 поступаетна первый вход элемента 23 И, на второйПеремещения изобоажений щелевыхдиафрагм на величину, меньшую шага нанесения светочувствительных элементов в ПЗС 6, не приводит к изменению величины сиг нала, формируемого нз выходе интегратора 12, так как мощность потока излучения, падающего на ПЗС 6, не изменяется; Время срабатывания компаратора 15, 19 изменяется, так как происходит смещение максимумов видеоимпульсов, фронты которых 20 имеют длительность, большую шага временной дискретизации видеосигнала, Устройство чувствительно к смещению вершины (максимумов) видеоимпульсов на 25 величину, меньшую шага нанесения светочувствительных элементов на ПЗС 6,Отдельные выбросы, формируемые на выходе ПЗС 6, при наличии дефектных элементов не приводят к ложным отсчетам устройства за счет из интегрировайия интегратором 12. При этом происходит незначительное изменение величины сигнала, формируемого на выходе интегратора 12,При контроле фокусного расстояния оптической системы 28 в блоке 1 формирования изобажения двух световых марок между щелевыми диафрагмами 3, 4 и оптической системой 28 устанавливается коллимирующий объектив 27 (фиг. 2), Щелевые 30 35 диафрагмы 3. 4 расположены в фокальной плоскости коллимирующего объектива 27.Изменение величины фокусного расстояния оптической системы 28 приводит к изменению расстояния между изображениями щелевых диафрагм 3, 4 в плоскости установки ПЗС 6,Работа устройства аналогична вышеиз 40 45 ложен ной.Калибровка устройства может быть осуществлена путем установки оптической си 50 стем ы 28 с известным линейным увеличением или фокусным расстоянием,Формула изобретения Способ контроля оптических систем, заключающийся в том, что формируют контро 55 лируемой оптической системой изображения двух световых марок, преобразуют их в периодический сигнал в виде двух видеоимпульсов и определяют величину временного интервала между положениями максимумов вход которого поступают импульсы с выхода генератора 7. Пачка импульсов подсчитывается счетчиком 24, Содержимое счетчика 24 в конце цикла опроса ПЗС 6 по сигналу, 5 формируемому дешифратором 9, переписывается в регистр 25 и индицируется индикатором 26.После записи информации в регистр 25по сигналу, формируемому дешифратором 10 9, осуществляется сброс счетчика 24,1642294 Составитель В.СячиноТехред М.Моргентал ипле Бандура ректо еда ктор Заказ 1140 Тираж 355 Подписное ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 . оизводственно-издательский комбинат. "Патент", г, Ужгород, ул.Гагар видеоимпульсов, по длительности которого судят о фокусном. расстоянии или линЕйном увеличении оптической системы, о т л.и ч аю щ и й с я тем,:что, с. целью повышения точности контроля и номехозащищенности, интегрируют каждый видеосигнал, делят.пополам полученные величины, запоминают их, проводят повторное интегрирование видеосигналов и по совпадению величин запомненных с получаемыми значениями 5 определяют моменты начала и конца временного интервала между видеоимпульсами.