Устройство для определения плоскостиизображения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сфцмалистических Республик(22) Заявлено 1206,79 (21) 2769102/18-10с присоединением заявки Ио(5)М Клз 6 01 М 11/00 Государствеммцй коммтет СССР яо делам мзобретеммб и открытмйДата опубликования описания 1504,81(72) Авторы изобретения М,А. Великотный и Ю.А, Розов Ленинградский институт точной механики и оптики(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОСКОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯИзобретение относится к контроЛьно-измерительной технике и может быть использовано для определения плоскости наилучшей установки в любой части спектрального диапазона при контроле кино- и Фотоприборов в процессе их изготовления и юстировки.Известны автоколлимационные устройства для определения плоскости изображения, содержащие автоколлиматоры, в Фокальной плоскости объективов которых установлены тест-объек ты, испытуемые системою, состоящие из объектива с юстировочным зеркалом, и анализирующие системы с Фотопркемником (11Однако вследствие чувствктельности этих устройств к взаимной децентрировке анализирующей и испытуемой систем они не находят применения в производстве кино- и Фотоаппаратуры.Наиболее близким к изобретению является устройство для определения плоскости иэображения, содержащее коллиматор, в фокальной плоскости объектива которого установлен тест" .объект, светоделитель, испытуемую систему, включающую объектив с юс" тировочным зеркаломанализирующую, систему с фокусировочными клиньями и Фоторегистрирующую систему 2).Кроме того, данное. устройство снабжено вторым тест-объектом, находящимся в плоскости, оптически сопряженной с Фокальной, и фотоприемником,Изображение первого тест-объектапроецируется через светоделительобъективом автоколлиматора и объективом исследуемой системы на юстиро"вочное зеркало. Отразившись от зер- .кала, световые лучи проходят в обратном направлении через оба объектива, светоделитель, второй тест 15 объект и попадают на фотоприемник.Так как оба тест-объекта одинаковыпо площади, то при полном совмещениитест-объектов,. что соответствует наи-.лучшей резкости, на Фотоприемник20 проходит максимум или минимум света,в зависимости от рисунка и взаимногорасположения тест-объектов.Однако в этом устройстве плоскостьФокусировки зависит от точности положения тест-объектак тому же де- .центрировка испытуемой системы вызывает смещение иэображения первоготест-объекта отнОсительно второго,что приводит к проявлению ложного сигЗО нала на Фотоприемнике. Кроме этого,система не позволяет определить знакдефокусировки, т.е. сигнал, снимаемый с фотойриемника, ие указывает вкакую сторону надо смешать объективиспытуемой системы относительно юстировочного зеркала для устранениядефокусировки. Эти недостатки приводятк тому, что устройство не обеспечивает требуемой точности и надежностиработы,Цель изобретения - повышение точности и надежности работы устройстваУказанная цель достигается тем, что в устройство для определения плоскости иэображения введены опор" ный канал из отражателя и модулятор, светоделитель установлен между объективами коллиматора и испытуемой системы, а плоскость анализа Фокусировочных клиньев оптически сопряжена с плоскостью позиционно-чувствительного элемента Фоторегистрирующей системы, причем модулятор выполнен с возможностью поочередного перекрытия опорного канала и канала испытуемой системы.Фоторегистрирукщая система выполнена в виде последовательно соединенных позиционно-чувствительного элемента, синхронного детектора и исполнительного устройства.Устранение влияния децентрировки испытуемой системы позволяет повысить точность и надежность устройства, чему способствует и достигаемая предлагаемой конструкцией нерасстраиваемость анализирующей системы.На фиг,1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - схема включения фотоприемника; на Фиг.З вид сигнала фотоприемника.Устройство для определения,плоскости изображения содержит коллима" тор 1,тест-объект 2, находящийся в фокальной плоскости объектива (2 и 2"- иэображения тест-объекта в плоскости позиционно-чувствительного фотоприемника, Формируемых соответ" ственно первым и вторым фокусировочными клиньями), отражающий элемент 3, светоделитель 4, объектив 5 испытуе" мого устройства, юстировочное зеркало б, модулятор 7, анализирующую систему 8, фокусировочные клинья 9, объектив 10 анализирующей системы, коллектив 11, оборачивающую линзу 12, апертурную диаФрагму 13, конденсор 14 позиционно-чувствительный фотоприемник 15 (ПЧФ), избирательный усилитель 16, синхронный детектор 17,исполнительное устройство 18.Коллиматор 1 формирует параллельный пучок лучей от находящегося в фокальной плоскости его объектива тестобъекта 2.Этот пучок лучей, отразившись от светоделителя 4, частично направляется на отражающий элемент 3. Отразившись от отражающего ЗО Устройство работает следующимобразом.В случае, когда пучки лучейопорного канала перекрыты модулятором и юстировочное зеркало б нахоЗ 5 .дится в фокальной плоскости объектива 5,в плоскости, сопряженной с плоскостью фокусировочных клиньев, иэображения 2 и 2 фсовмещены. Для того,чтобы исключить влияние возможного/ Исмещения изображений 2 и 2 относи тельно фотоприемника и регистрировать сигнал, пропорциональный лишь.их взаимному смещению, диагональнорасположенные площадки фотоприемникавключены параллельно, а электроды, 45 соединяющие таким образом пары площадок, образуют выходную цепь фотоприемника (фиг.2), в которую в качествесопротивления нагрузки включен регистрирующий прибор или вход усилите ля, Таким образом,при отсутствиивзаимного сдвига изображений 2 и 2ясигнал на выходе ПЧФ равен нулю. Приэтом предполагается, что чувствительности отдельных площадок ПЧФ одина"ковы. Дефокусировка объектива 5 приводит к взаимному смещению изображений 2 и 2" и появлению на выходеПЧФ электрического сигнала, пропор, ционального величине дефокусировки.Направление тока ПЧФ определяется 60 знаком дефокусировки. В случае отсутствия дефокусировки, но разной чувст"вительности площадок ПЧФ (дрейф нуля ПЧФ) в, его выходной цепи имеетместо ложный сигнал, К этому же эф фекту приводит раэъюстировка оптиэлемента, лучи возвращаются обратно по тому же направлению и, образуя опорный канал, попадают в анализирующую систему. Остальная часть лучей, образуя основной канал, проходит светоделитель 4 и Фокусируется объек тивом 5 на юстировочяое зеркало 6,отражается от него и возвращается обратно через объектив 5, отражается от светоделителя 4 и направляется в анализирующую систему 8, Объектив 10 10 фокусирует лучи основного и опорногоканалов и .плоскость фокусировочных клиньев 9. Изображение тест-объекта, получаемое в плоскости клиньев, переносится оборачивающей линзой 12 и конденсором 14 на ПЧФ 15, при этом апертурная диафрагма 13 срезает паразитные пучки. Модулятор 7 приводится электродвигателем во вращение с постоянной скоростью и попеременно перекрывает лучи опорного канала и испытуембй системы. Сигнал с ПЧФ усиливается избирательным усилителем 16 и подается на синхронный детектор 17, опорное напряжение которого синхронизировано с угловым положением модулятора. В качестве опорного напряжения может быть использовано, например, напряжение двигателя модулятора.ческих элементов анализирующей сист темы. Таким образом. существует вероятность появления в сигнале, со" ответствующем испытуемой системе,Уяд ложной составляющей. С целью исключения ложного сигнала в устройство введен опорный канал, образующий в плоскости ПЧФ изображения 2 и 2 в момент выключения из хода лучей испытуемой системы модулятором 7. При фдрейфеф нуля или разъюстировке анализирующей системы в выходной цепи ПЧФ имеет место опорный сигнал Оо, Этот сигнал при отсутствии де" фокусировки испытуемой системы равен ложному сигналу. Указанное равенство может быть легко достигнуто подбором коэффициента отражения- эЛе" мента отражающего или диафрагмированием лучей опорного канала. При вращении модулятора и дефокусировке ис" пытуемой систеьи на выходе ПЧФ наблюдается переменный информационный сигнал 0 (фиг.З), равный разности сигналов Оя -Поп. Данный переменный сигнал усиливается избирательным усилителем и подается на синхронный детектор, опорное напряжение которого синхронизировано с угловым положением модулятора. Постоянное напряжение на выходе синхронного детектора соответствует величине дефокусировки испытуемой системы, а его полярность - знаку дефокусиров" КИСнимаемый с выхода синхронного детектора сигнал может быть использован для регистрации наличия величины дефокусировки или для управления системой обратной связи, устраняю.щей дефокусировку. формула изобретения1. Устройство для определенияплоскости изображения, содержащееколлиматор, в фокальной плоскостиобъектива которого установлен тест"объект, светоделитель, испытуемуюсистему, включающую объектив с юстировочным зеркалом, анализирующуюсистему с фокусировочными клиньямии фоторегистрирующую систему, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности и надежнос"ти контроля положения плоскости изображения, в него введены опорный каналиэ отражателя и модулятор, светоделитель, установленный между объек тивами коллиматора и испытуемой системы, а плоскость анализа фокусировочных клиньев оптически сопряженас плоскостью позиционно-чувствительного элемента фоторегистрирующей ;щ системы, причем модулятор выполненс возможностью поочередного перекрытия опорного канала и канала испытуемой системы.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что фоторегистрирующая система выполнена в видепоследовательно соединенных позиционно-чувствительного элемента, синхронного детектора и исполнительного устройства.30 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Креопалова Г.В., Пуряев Д.Т.Исследование и контроль оптическихсистем, М.,Машиностроениеф, 1978, 35 с.48-63.2. Креопалова Г.В., Пуряев Д.Т.Исследование и контроль оптическихсистем. М.,фМашиностроение, 1978,с.48 (прототип) .821989 Составитель Н. ВашковскаяТехред. И.Голинка Корректор С.Щомак К едакто ая 1801/65 7 ираж 907 ВНИИПИ Государственного комитета по делам иэобретеннй и открытий 113035, Иосква, З-Э 5, Раушская наб д.еПодписно Зак Филиал ППП Патентф, г. Умгород, ул. Проектная, 4