Устройство для измерения децентричности линз

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ЕСПУБЛИ 19 И ПИ оправках при их серийном и м иэводстве. Цель изобретения точности измерения децентри Излучение от источника 5 колл го излучения проходит через ф объектив 6, отражается от кон линзы 2, коллимируется обьек падает на призменный блок грань 17 которого является св ной, Далее излучение попадае электрических преобраэоват Точность измерения повышает пользования призменного бло увеличивает смещение пучка с до величины Свцх. 5 з.п,ф-лы, 8 й те стан логи- троеЕНИЯ Д измерительльзовано для инз и линз в 021 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетел ьствоМ 1610266, 1989.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЦЕНТРИЧНОСТИ ЛИНЗ(57) Изобретение относитсяной технике и может быть испизмерения децентричности л(51)5 О 01 М 11/О ассовом про - повышение чности линз, имированноокусирующий тролируемой тивом 6 и по, передняя етоделительт в два фотоеля 19 и 23, ся за счет иска 8, который величины Свх ил, 16951635 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения децентричности линз и линз в оправах при их серийном и массовом производстве,Цель изобретения - повышение точности измерения децентричности линз.На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 - варианты устройства, у которых призменный блок выполнен соответственно с плоскостью главного сечения перпендикулярной плоскости проходящей через оси источника излучения и объектива, и из двух призм со взаимно перпендикулярными плоскостями главных сечений; на фиг,4 и 5 - варианты выполнения призменного блока из двух скрепленных между собой призм; на фиг,б - из двух призм с воздушным промежутком между ними, нэ фиг,7 и 8 - ,схемы движения пятна излучения на фотоприемнике соответственно при регистрации децентрировки по одной и по двум координатам,Устройство для измерения децентричности линз содержит узел 1 установки контролируемой линзы 2, призматический упор 3, прижимной ролик 4, оптически связанные источник 5 коллимировэнного монохроматического излучения, фокусирующий объектив 6 и призменный блок 7, выполненный либо из одной призмы 8(фиг.1 и 2), либо из двух скрепленных призм 9 и 10 (фиг.4) или 11 и 12 (фиг,5), либо из двух последовательно расположенных призм 13 и 14 (фиг.б), либо из двух призм 15 и 16(фиг,З) со взаимно перпендикулярными плоскостями главных сечений. Во всех вариантах призменный блок 7 содержит грань 17 и выходную грань 18, оптически связанную с первым фотоэлектрическим преобразователем 19 и перпендикулярную его оптической оси. Преобразователь 19 включаетобъектив 20, диафрагму 21, расположенную в его фокусе и предназначенную для отсечения паразитного излучения, и фотоприемник 22, который в вариантах устройства по фиг.1,2 и 7 выполнен однокоординатным, например, в виде ПЗС-линейки, а в вариантах устройства по фиг.3 и 8 - двухкоординатным, например, в виде ПЗС-матрицы, Входная грань 17 призменного блока оптически связана с фокусирующим объективом б и расположена под острым углом а 1 к его оптической оси. Чем меньше угол а 1, тем выше чувствительность к децентрировке линзы 2, Кроме того, грань 17 призменного блока 7 используется в качестве светоделительного элемента и оптически сопряжена со вторым фотоэлектрическим преобразователем 23, включающим объектив 24 и однокоординатный фотоприемник 25, Устройство содержит также блок 26 управления фокусированием, входы которого подключены к выходам фотоприемника 25, привод 27 фокусирования кинематически связан с объективом 6, входы которого подключены к выходам блока 26, блок индикации 28 и блок 29 определения координат пятна излучения, входы и выходы которого подключены соответственно к выходам фотоприемника 22 и ко входам блока 28. В случае выполнения призменного блока 7 из одной призмы 8 или двух последовательно установленных призм 13 и 14(фиг.б) или 15 и 16(фиг.З) угол 31 между первой и второй гранями первой призмы и угол Р 2 между первой и второй гранями второй призмы удовлетворяет ус- ловию эгсз 3 п ( - ) - 2 фагсз и ( - ), и где п - показатель преломления материала -ой призмы, а 1 - порядковый номер призмы, При этом угол 01 между входной гранью второй призмы и выходной гранью первой призмы удовлетворяет условию75 01 90В случае выполнения призменного блока 7 из двух скрепленных между собой призм 9 и 10, варианты изображенного на фиг,4 угол Р 1 между первой и второй гранями призмы 9 удовлетворяет условию 75 + агсзп ( - ) 31 90 + агсзп ( - ). о, 1 о 1 П 1 П 1В случае, изображенном на фиг,5, уголР 1 между первой и второй гранями призмы11 удовлетворяет условию 75 - агсз и ( - ) ф90 + агсз 1 п ( - ),о ", о 1П 1 П 1Варианты блока 7 (фиг.4 и 5) полностью оавноценны, но позволяют по разному компоновать устройство, Ход пучка излучения при "нулевой" децентричности линзы 2 показан на фиг.1 - б сплошной линией, Пунктирной линией показан ход пучка при децентрированной линзе 2, Смещение Свх пучка входящего в призменный блок 7, характеризующее децентричность линзы 2, увеличивается на выходе блока 7 до значения Сих, и регистрируется на фотоприемнике 22 в виде значения Сф. При этом индексом Спр. обозначено промежуточное значение смещения пучка после прохождения первой призмы блока 7, 169516310 20 25 30 35 40 45 На фиг.1 позицией 30 обозначено положение энергетического центра светового пятна на однокоординатном фотоприемнике 22 в начальный момент времени при децентрированной линзе 2, поз,31 и 32 - крайние положения пятен излучения, поз.33 - траектория перемещения светового пятна при вращении линзы 2. На фиг.8 поз.34 и 35 обозначены диаметрально противоположные положения светового пятна на двухкоординатном фотоприемнике 22, поз. 36 - траектория перемещения пятна.Устройство при измерении децентричности линз работает следующим образом.Контролируемую линзу 2 устанавливают на узел 1, выполненный в виде кольца соосного объективу 6. Призматический упор 3 перемещают до контакта с цилиндрической поверхностью линзы 2, в контакт с которой вводят также подпружиненный ролик 4. При этом центр кривизны нижней повер хности линзы 2 устанавливается на оси узла 1 и объектив 6. Коллимированный монохроматический пучок излучения от источника 5 фокусируется обьективом б на верхней поверхности линзы 2, отражается от нее, проходит объектив 6 и попадает ка входную грань 11 призменного блока 7. На грани 17 блока 7 часть пучка отражается и направляется на второй фотоэлектрический преобразователь 23, где объективом 24 формируется пятно излучения на фотоприемнике 25, а часть излучения преломляется на грани 17, проходит приэменный блок 7 и направляется на первый фотоэлектрический преобразователь 19, где объективом 20 формируется пятно излучения 30 (фиг,7) в варианте устройства по фиг.1 или пятно 34 (фиг.8) в варианте по фиг.З на фотоприемнике 22. При неточной фокусировке пятна излучения на поверхности линзы 2 с фотоприемника 25 на блок 26 поступает сигнал рассогласования, с выхода блока 26 на привод 27 фокусирования поступает управляющий сигнал и объектив 6 перемещается в том или ином направлении до совмещения точки пересечения пучка излучения и повархности линзы 2 с фокальной плоскостью объектива 6. При этом объектив 6 точно фокусируется на поверхность линзы 2 и на выходе фоторпиемника 25 сигнал рассогласования отсутствует. Затем через подпружиненный ролик 4 приводится во вращение линза 2., пятко излучения на фотоприемнике 22 преобразователя 19 перемещается по траектории 33 (фиг.7) или Зб (фиг,8), и расстояние 2 Сф между энергетическими центрами крайних положений 31 и 32 (фиг.7) или 34 и 35 (фиг,8) пятен излучения, характеризующее децентричность линзы 2, регистрируется блоком 29 как разность координат и индицируется на блоке 28,При этом в вариантах исполнения призменного блока 7 в виде одиночкой призмы 8 (фиг.1 и 2) или нескольких призм с параллельными плоскостями главных сечений (фиг,4 - 6), многократное увеличение смещения Свх, входящего в блок 7 пучка излучения до значения Свых. на выходе блока 7 происходит только по одной координате, Поэтому при вращении децентрированной линзы 2 пятно излучения на фотоприемнике 22 преобразователя 19 описывает траекторию ЗЗ в форме эллипса (фиг,7), размер 2 Сф которого по оси Х характеризует децентричность линзы 2 и может быть зарегистрирован однокоординатным фотоприемником, но при обязательном повороте линзы 2 на 360, В варианте исполнения блока 7, изображенном на фиг.З в виде двух призм 15 и 16 со взаимно перпендикулярными плоскостями главных сечений, увеличение смещения Свх входящего в блок 7 пучка излучения происходит по двум взаимно перпендикулярным координатам, по одной координате в призме 15 и по другой координате в призме 16, При вращении децентрированной линзы 2 пятно излучения ка фотоприемнике 22 описывают траекторию Зб в форме окружности (фиг,8), радиус Сф которой характеризует децентричность линзы 2 и может быть зарегистрирован двухкаординаткым фотоприемником 22 без вращения линзы 2 по известной формуле Сф = х + у, где х и/22 у - координаты пятна излучения. В результате расширя ются возможности устройства,Формула изобретения, 1. Устройство для измерения децентричности линз, содержащее узел установки, линзы с приводом вращения, оптически связанные источкик коллимированного излучения, фокусирующий обьектив, светоделитель, после которого по ходу одного пучка излучения установлен первый фотоэлектрический преобразователь, а по ходу второго пучка излучения установлен второй фотоэлектрический преобразователь. блок индикации, блок определения координат пятна излучения, входы и выходы которого подключены соответственно к выходам первого фотоэлектрического преобразователя и к входам блока индикации, привод фокусирования, связанный с фокусирующим объективом, блок управления фокусированием, входы и выходы которого подключены соответственно к выходам второго фотоэлектрического преобразователя и к входам привода фокусирования, причем фокусирующий объектив расположен между источни 1695163ком излучения и узлом установки линзы соосно с его осью, а оптическая ось источника излучения смещена относительно оптической оси фокусирующего объектива, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, между светоделителем и первым фотоэлектрическим преобразователем установлен призменный блок, входная грань которого оптически связана с фокусирующим объективом и расположена под острым углом к его оптической оси, а выходная грань оптически связана с первым фотоэлектрическим преобразователем и перпендикулярна его оптической оси,2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что призменный блок выполнен в виде двух или более скрепленных между собой призм, показатель преломления материала каждой последующей призмы больше, чем предыдущий, а угол ф между первой и второй гранями первой призмы по ходу пучка лучей удовлетворяет условиям 75 +агсз 1 п - /31 90 +агсз 1 п - ;о 1о1п п 75 - агсзи - ,8190 + агсзп - ,о 1о 1п 1 п где п - показатель преломления материала первой призмы по ходу пучка лучей,3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что призменный блок выполнен в виде двух или более последовательно установленных призм с воздушным промежутком между ними, причем угол Й меЖду входной гранью каждой последующей призмы и выходной гранью предыдущей призмы удовлетворяет условию5 75 9 90а угол ф между первой и второй гранями призм по ходу лучей удовлетворяют условию10 1 о 1агсз п ( - ) - 2 фагсзи ( - ),П Пгде п - показатель преломления 1-й призмы;1 - порядковый номер призмы по ходупучка лучей,4. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что призменный блок расположен так, что плоскость его главного сечения перпендикулярна плоскости, проходящей через оптические оси источника коллимированного излучения и фокусирую- щего объектива.5. Устройство по пп.1 и 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что призменный блок выполнен в виде двух призм со взаимно перпендикулярными плоскостями главных сечений;6. Устройство по одному из пп.1 - 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью егоупрощения,светоделитель выполнен в виде отражающего покрытия на входной грани призменного блока,35;Ц З 2 ВНСкИи те ектор Т,Пали ОЛИНИ эктор Тираж Пударственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская н и ГКНТ ССС б.,Ент", г. Ужга ул. Гэгарина, 1 ельский комбинат Производст О-И аз 4156 ВНИИП Саста ви л ехред М.М А.Тул ргент ОДпиС И ОТК