Устройство для контроля оптических систем

(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Креопалова Г.В., Пуряев Д,Т, Исследование и контроль оптических систем, М,: Наука, 1978, с. 80.Авторское свидетельство СССР М 1383126, кл. 6 01 М 11(00; 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения - повышение точности контроля и помехозащищенности.. Изображение двух световых марок, формируемых блоком формирования изображения 1, проецируется контролируемой оптической системой 25 в плоскость анализа, в которой установлен фотопреобразователь 5, выполненный на основе прибора с зарядовой связью б Временное положение каждой из световых марок последовательно определяется в видеосигнале с помощью интегратора 12, динамических запоминающих устройств 13, 14, ключевых элементов 15, 16, делителя 17 напряжения и компаратора 18. Временной интервал, пропорциональный расстоянию между световыми марками, выделяется триггером 19 и измеряется блоком измерения временных интер валов 20. 3 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле фокусного расстояния или линейного увеличения различных оптических и оптико-электронных систем.Целью изобретения является повышение точности контроля и помехозащищенности,На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - блок формирования изображения двух световых марок при контроле фокусного расстояния оптической системы, вариант; на фиг, 3 временные диаграммы сигналов, формируемых на выходе.отдельнь 1 х узлов и блоков.Устройство содержит оптически связанные блок 1 формирования изображений двух световых марок, выполненный в виде источника 2 света и щелевых диафрагм 3, 4, фотопреобразователь 5, выполненный в виде прибора с зарядовой связью 6 (ПЗС), генератора 7, счетчика 8; вход которого подключен к генератору 7, дешифратора 9, вход которого подключен к выходу счетчика 8, формирователя 10, вход которого подключен к выходу генератора 7, блока 11 ключей; входы которого подключены к выходам дешифратора 9 и формирователя 10, выход блока 11 ключей соединен с управляющими входами ПЗС 6, интегратора 12, вход которого подключен к выходу ПЗС 6, вход "Сброс" интегратора 12 подключен к выходу дешифратора 9, динамические запоминающие устройства ЩЗУ) 13, 14, информационные входы которых подключены к выходу интегратора 12, управляющие входы ДЗУ 13, 14 подключены квыходам дешифратора 9 ключевые элементы 15, 16, информационные входы которых подключены к выходам ДЗУ 13, 14, управляющие входы ключевых элементов 15, 16 подключены к выходам дешифратора 9, делитель 17 напряжения, вход которого подключен к выходам ключевых элементов 15, 16, компаратор 18, входы которого подключены к выходам интегратора 12 и делителя 17 напряжения, триггер 19, счетный вход которого подключен к выходу компаратора 18, блок 20 измерения временных интервалов, выполненный ввидеэлемента 21 И, входы которого подключены к выходу триггера 19 и выходу генератора 7, счетчика 22, счетный вход которого подключен к выходу элемента 21 И, установочный вход счетчика 22 подключен к выходу дешифратора 9, регистра 23, информационные входы которого подключены к выходу счетчика 22, управляющий вход регистра 23 подключен к выходу дешифратора 9, индикатора 24, вход которого подключен к выходу регистра 23, Контролируется линейное увеличениеоптической системы 25,Устройство работает следующим образом.5 Источник 2 света, входящий в блок 1 формирования изображения диафрагм. освещает щелевые диафрагмы 3,4, Изображение.щелевых диафрагм 3, 4 переносится контролируемой оптической системой 25 в плоскость анализа, в которой установленлинейный ПЗС 6, входящий в фотопреобразователь 5. 10 Генератор 7 формирует импульсы, поступающие на формирователь 10. Формирователь 10 формирует импульсы опроса ПЗС 6, Счетчик 8 совместно с дешифратором 9 формирует временные интервалы накопле 15 ния и считывания зарядов с ПЗС 6, Импульсы управления ПЗС 6 через блок 11 ключей 20 поступают на ПЗС 6,На выходе ПЗС.6 формируется периодический видеосигнал, амплитуда которого пропорциональна распределению освещенности в изображении щелевых диаф 25 рагм 3,4, Периодический видеосигнал поступает с выхода ПЗС 6 на вход интегратора 12,Цикл опроса ПЗС 6 разделен на два подцикла, в каждом из которых интегратор 12 интегрирует видеосигнал, В конце каж 30 дого подцикла осуществляется сброс интегратора 12 сигналом, формируемымдешифратором 9,В конце каждого подцикла, перед сбросом интегратора 12, осуществляется запо 35 минание сигнала, формируемого на выходе интегратора 12 в ДЗУ 13, 14, сигналами, поступающими на управляющие входы ДЗУ 13, 14 с дешифратора 9,В течение первого подцикла ключевой элемент 15 открыт управляющим сигналом, 40 формируемым дешифратором 9. Напряжение, запомненное ДЗУ 13 в предыдущем цикле формирования видеосигнала, посту паетчерез ключевой элемент 15 на делитель 17 напряжения. в котором делится в два раза, С выхода делителя 17 напряжения сигнал поступает на первый вход компаратора 18, на второй вход которого поступает сиг 55 ет сигнал "Лог. 1", поступающий на счетныйвход триггера 19, перебрасывая его в состояние "Лог. 1", В конце первого полуцикла опроса.ПЗС 6 интегратор 12 сбрасывается в ноль, а на выходе компаратора 18 формируется "лог. 0",50 нал с интегратора 12.В момент равенства текущего сигнала,снимаемого с интегратора 12, с сигналом, снимаемым с выхода делителя 17 напряжения, компаратор 18 срабатывает и формиру 1642295Во втором.подцикле опроса ПЗС 6 открыт ключевой элемент 16, а ключевой элемент 15 закрыт,Компаратор 18 осуществляет сравнение сигнала, формируемого на выходе делителя 17 напряжения, с текущим сигналом,формируемым на выходе интегратора 12. Вмомент сравнения на выходе компаратора. 18 формируется "лог. 1", Триггер 19 перебрасывается в "лог. 0",Время сравнения текущего значениясигнала, формируемого на выходе интегратора 12, с половинным значением, формируемым на выходе делителя 17 напряжения,равно времени формирования вершины видеоимпульсов, временное положение которых друг относительно друга связано слинейным увеличением или фокусным расстоянием контролируемой оптической системы 25..Временной интервал, формируемый навыходе. триггера 19, длительность которогосвязана с линейным увеличением или фокусным расстоянием контролируемой опти.ческой системы 25 с помощью элемента 21И и входящего в блок 20 измерения временных интервалов, заполняется .импульсами,количество которых подсчитывается счетчиком.22, В конце цикла опроса ПЗС 6 осуществляется перепись содержимого счетчика. 22 в регистр.23 по сигналу, формируемомудешифратором 9. Далее по сигналам, формируемым дешифратором 9, осуществляется сброс счетчика 22 и установка в. состояние "лог; О" триггера 19,Параллельный код, записанный в регистр 23, индицируется индикатором 24, Перемещение изображений щелевыхдиафрагм 3, 4 на величину, меньшую шагананесения светочувствительных элементовна ПЗС 6, не приводит к изменению величины сигнала, формируемого на выходе интегратора 12, так как мощность потокаизлучения, падающего на ПЗС 6, не изменяется. При этом время срабатывания компаратора 18 изменяется, так как происходитсмещение максимумов видеосигналов,фронты которых имеют длительность, большую шага временной дискретизации видео-.сигнала.Устройство чувствительно к смещениювершины (максимумов) видеоимпульсов навеличину, меньшую шага нанесения светочувтствительности элементов на ПЗС 6.Отдельные выбросы, формируемые на выходе ПЗС 6, не приводят к ложным отсчетам устройства за счет их интегрирования интегратором 12, При этом происходит незначительное изменение величины сигнала на выходе интегратора 12.При контроле фокусного расстояния оптической системы 25 в блоке 1 формирования изображения двух световых марок. между щелевыми диафрагмами 3, 4 и оптической системой 25 устанавливается коллимирующий обьектив 26 (фиг. 2). Щелевые диафрагмы 3, 4 расположены в фокальной плоскости коллимирующего обектива 26,5 10 Изменение величины фокусного расстояния оптической системы 25 приводит к изменению расстояния между изображениями щелевых диафрагм 3, 4 вплоскости установки ПЗС 6,ложенной.Калибровка устройства может быть осуществлена путем установки оптической системы 25 с известным линейным увеличением или фокусным расстоянием,25 Формула изобретения Устройство для контроля оптических систем, содержащее оптически связанные блок формирования изображений двух све 30 товых марок, фотопреобразователь, выполненный на основе прибора с зарядовой связью, блок измерения временных интервалов, отличающееся тем,что,сцелью 35 повышения точности контроля и помехозащищенности, оно снабжено интегратором, вход которого подключен к фотопреобразователю, двумя динамическими запоминаю-. щими устройствами, информационные 40 входы которых подключены к выходу интегратора., двумя ключевыми элементами, информационные входы которых подключены к выходам соответствующих динамических запоминающих устройств, делителем напряжения, вход которого подключен к выходу ключевых элементов, компаратором, входы которого подключены к выходам интегратора и делителя напряжения, триггером, счетный вход которого подключен к выходу компаратора, выход триггера соединен с входом блока измерения временных интервалов, вход "Сброс" интегратора и управляющие входы ключевых элементов подключены к выходам фотопреобразователя,50 55 20 Работа устройства аналогична вышеиз1642295 Щаг Составитель В.Сячиноведактор М.Бандура Техред М.Моргентал Корректор О,Цип Тираж 358 И Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж, Р,Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ Снская наб 4/5