Устройство для контроля центрировки линз

(51) 4 АНИЕ ИЗОБРЕТчуу ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦЕНТРИРОВКИ ЛИНЗ, содержащее оптически связанные с источником монохроматического излучения коллиматор с тест- объектом, держатель оправы линзы, кинематически связанный с электроприводом, микрообъектив, матрицу фотоприемников с периферийными и центральными фотоприемниками, электрически связанными с блоком управления, содержащим фотопреобразователь, индикатор развертки, усилитель, генератор б-импульсов, синхронизатор, пороговый элемент и блок индикации, отличаюи 1 ееся тем; что, с целью повышения точности контроля, тест-объект выполнен в виде двухщелевой диафрагмы с изменяющейся ориентацией щели по горизонтали и по вертикали, а в блок управления введены схема определения количества импульсов, четыре аналого-цифровых преобразователя, распределитель и съемный триггер, при этом центральный фотоприемник матрицы соединен через последовательно включенные фотопреобразователь, усилитель и пороговый элемент с блоком индикации, а каждый ана,ЯО 119671 лого-цифровой преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных устройства сравнения, подключенного одним входом к выходу генератора развертки, другим - к выходам периферийных фотоприемников, объединенных по четвертям круга, образованного фотоприемником, матрицы, элемента ЗИ-НЕ, который вторым входом соединен с генератором О -импульсов, а третьим через коммутатор - с источником питания, счетчика, К-входом сброса соединенного с синхронизатором, а выходами через коммутатор - с информационными входами четырех мультиплексоров схемы определения .количества импульсов, включающего также распределитель, подключенный к генератору б -импульсов, а выходами - Я к тактирующим входам мультиплексоров дешнфрвторв, включенного между выходом Я мультиплексоров и входами блока индикации и блока памяти, выполненного на базе С, делителя, двух ключей, двух 1 К-триггеров и элемента 2 И-НЕ, входом подключенного ф к выходам 1 К-триггеров, а выходами - к 8-входустробирования мультиплексоров,при этом тактирующие входы 1 К-триггеров,. вафд через управляемые ключи, 1-входы через (ф защитные диоды соединены соответственно с выходом элемента ЗИ-НЕ и выходом устройства сравнения аналого-цифрового преобразователя, а К-входы сброса объедине- Рддр ны и через делитель подключены к счетному ЯЛ триггеру, выходами соединенному с управляющими входами ключей, входами блока индикации и тест-объекта, а входом - с выходом синхронизатора, объединенного с входом генератора б-импульсов.Изобретение относится к оптико-механической промышленности, в частности к оптическому производству линз (объективов), и может быть использовано для измерения и аттестационного контроля децентрировок линз.Цель изобретения - повышение точности проводимого контроля центрировки линз (объективов).На фиг, 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - вид пространственного спектра юстировочного сигнала в результате тактовой работы модулятора в положениях 0 и 90, на фиг. 5 - блок-схема устройства; на фиг. 6 - диаграммы, -поясняющие принцип работы элементов схемы: А - синхронизирующего напряжения,1 Б - линейно изменяющееся напряжения развертки, В - время-импульсное преобразование; на фиг, 7 - принципиальные схемы аналого-цифрового преобразователя и схема определения количества импульсов.На фиг. 7 изображено функционирование одного канала при разрешении поиска экстремума децентрировки в том квадрате, где расположен энергетический максимум пространственного спектра юстировочного сигнала; на фиг. 8 - принципиальная схема блока элементов памяти, входящего в состав схемы определения количества импульсов; на фиг, 9 - диаграммы, поясняющие работу блока элементов памяти в схеме определения количества импульсов. А - синхронизирующего напряжения Б - работы сравнивающего устройства при поиске главного энергетического максимума, В и Г - работы ЛК-триггеров, Д - на выходе элемента 2 И-НЕ.Устройство для аттестационного контроля центрировки линзы (фиг. 1) содержит оптически связанные с источником 1 моно- хроматического излучения коллиматор 2 с тест-объектом 3 сканирующего типа, держатель 4 оправы с центрируемой линзой 5, объектив 6, матрицу 7 фотоприемников 8 - 84 и осевой фотоприемник 9, блок 10 управления и синхронизации, блок 11 индикации, электропривод 12, кинематически связанный с держателем 4 (фиг. 2) и механическим коммутатором 13 переключателей 14 1 - 144 каналов.Блок 10 управления и синхронизации (фиг, 5) включает в себя синхронизатор (нуль-орган) 15, генератор 16 развертки, генератор 17 б -импульсов, схему 18 определения количества импульсов (фиг. 6 и 7), четыре аналого-цифровых преобразователя 19, - 194 (фиг. 6), фотопреобразователь 20, усилитель 21, пороговый элемент 22 и счетный триггер 23 модуляции,Каждый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 191 - 194 (фиг. 6) содержит устройство 24 сравнения (фиг. 7), элемент ЗИ-НЕ 25 и счетчик 26.Схема 18 определения количества импульсов (фиг. 6) содержит мультиплексоры 271 - 274 (фиг. 7), дешифратор 28, распределитель 29 и блок 30 элементов памяти.Блок ЗО элементов памяти (фиг. 7) содержит делитель 31 (фиг. 8), управляемые ключи 321 и 32, два ЛК-триггера 331 и 33 с защитными диодами 34, и 34, подключенными к Л-входам триггеров, и элемент 2 И-НЕ 35, выходом подключенный к стробирующим Ь-входам мультиплексоров (271 - 274) - (27). Логический нуль на выходе элемента 2 И- НЕ 35 обеспечивает разрешение тактирования по А-входам мультиплексоров (фиг. 7), а логическая единица - запрещает.Механические коммутаторы (фиг. 6 и 7)обеспечивают последовательную коммутацию фотоприемников 8, - 84 (фиг. 5) при 20 медленном вращении электропривода 12(фиг. 1 и 2) и прокрутке на один оборот оправы с линзой 5.Резистор 36 (фиг. 7), подключенный кисточнику питания, обеспечивает формирование логической единицы на третьем входе элемента ЗИ-НЕ 25 при включении очередного переключателя каналов из группы переключателей 14, включаемого кулачком коммутатора 13 (фиг, 2).Юстировочный сигнал, формируемый 30 прямоугольной щелевой диафрагмой, например 3, приобретающей оптическую прозрачность в тактовый период модуляции образует на матрице 7 (фиг. 3) фотоприемников последовательность энергетических максимумов, расположенных ортогонально ориенЗ 5 тации шелевой диафрагмы,. причем размерпространственного спектра согласовывается с геометрическими размерами матрицы с помощью объектива 6 (фиг, 1).Счетный триггер 23 (фиг. 3 - 5) обес печивает модуляцию изображения юстировочного сигнала таким образом, что в первый тактовый период коммутируются (становятся оптически прозрачными) шелевые диафрагмы, расположенные вертикально, а во второй тактовый период - горизонтально 45 (фиг, 4).При децентрировке линзы главный энергетический максимум располагается на матрице фотоприемников, например, в точке 01 в первый тактовый период модуляции (фиг. 3) и в точке 0 во второй тактовый период (фиг. 4). При вращении линзы 5 (фиг. 1 и 2), имеющей децентрировку оптической оси относительно геометрической оси вращения посадочного диаметра линзы, главный энергетический максимум перемешается по замкнутой траектории с радиусом-вектором р, определяющим величину децентровки с составляющими проекцией этого. радиуса наоси х - у; Ри РУ Форма замкнутой кривой траектории определяет составляющую децентрировки. Например, если Р = сопя(, то тангенциальнаясоставляющая децентрировки равна нулю,а величина Р определяет эксцентриситет.При Р = О децентрировка отсутствует.Синхронно с линзой 5 осуществляетсяповорот кулачка механического коммутатора 13 (фиг. 2 и 5), посредством переключателей 14 - 144, срабатывающих последовательно, осуществляется подключение фотоприемников 81 - 8 (фиг.5), а в каждом изквадрантов - поиск и измерительный анализ экстремального значения радиуса-вектора Р главного энергетического максимума,причем числовые значения проекций этоговектора Ри Р р высвечиваются динамическими индикаторами блока 11 индикации, ипередаются на цифропечать.Устройство работает следующим образом.Пусть положение главного энергетического максимума юстировочного сигнала врезультате децентрировки линзы 5 соответствует точке О, на матрице 7 фотоприемников (фиг. 3 и 4). Механическим переключателем 14, (фиг. 5) обеспечивается подключение квадранта, например, с фотоприемниками 8 (фиг. 5). При большем радиусевекторе Р на этот фотоприемник попадаетбольшее число энергетических максимумов,симметрично отстоящих от главного максимума в точке О, а уровень электрическотосигнала преобразованияФ - Щ, (1)где ф; - световой поток;) - уровень напряжения,соответствует интегральной сумме освещенности (фиг. 6, диаграмма Б). В первый тактовый период модуляции тест-объекта 3(фиг. 3 и 7) линейно изменяющееся напряжение генератора 16 развертки (фиг. 6,диаграмма Б), синхронизированного импульсами с выхода нуль-органа 15 (фиг. 7),сравнивается в устройстве 24 сравненияАЦП 191 (фиг. 7). С момента срабатыванияустройства 24 сравнения в точке п, (фиг. 6,диаграмма Б) осуществляется заполнениепериода 6 -имйульсами (фиг. 6, диаграмма Б) посредством синхронизированного генератора 17 6 -импульсов и элемента ЗИНЕ 25. О-импульсы заполняют счетчик 26 вкаждый полупериод синхронизирующего напряжения 1 (фиг. 6, диаграмма А), и позамкнутым контактам переключателя 14,(фиг. 5 и 7) кодовое значение записанногочисла по шинам а, б, 8, г воздействует наР-входы мультиплексоров 27 - 274 схемы 18определения количества импульсов (фиг, 7), 45 50 55 Таким образом, в динамическом состоянии первый индикатор (первая группа) индицирует число, соответствующее у-составляющей Лецентрировкн, а второй индикатор (вторая группа) - число, соответствующее х-составлнкпш и децентрировки.При медленном вращении децентрированной линзы 5 (например, с чаСтотой 1 - б; - , ) гЛавный энергетический максимум в точке О 1 может описывать траекторию типа окружности, при котором аналоговая цифра М в начале движения равна аналоговой циф-ре М в конце четверти окружности, т.е, индикатор одной группы индицирует убывающую последовательность по закону синуса, а индикатор другой группы - возрастаю. шую послеловательность О - М.При равенстве Мх = Ху дел 4 ю 1 заключение о наличии только тангенцнальн, .ос- l Одновременно на тактирующие А 1 - Азвхолы мультиплексоров поступают импульсы с А, - -выходов распределителя 29. При этом каждый мультиплексор подключает к выходу инвертированный сигнал с того входа, номер которого соответствует лесятичному эквиваленту тактирующего кода 1 - 2 - 4, поступающего на А-входы. Таким образом, лешифратор 28 преобразует кодовую цифровую информацию счетчика 26, например, в семисегментный кол использулий для индикации семисегментного индикатора в так.товий периол разрешения триггером 23 (фиг. 7) . Осуцествляется преобразование проекции величины радиуса-вектора (фиг. 3) например, Р в цифровую величину, инлицирусмую в динамическом режиме соответствующим цифровым индикатором (или индикаторами) . Эта информация может быть использована и для записи на цифропеч ать.20 Схемой 18 определения количества импульсов выбирается экстремальное число импульсов (фиг. 6, диаграмма В), соответствующее периоду с, так как коэффициент деления распределителя 29 на А;-выхолах выбран в соответствии с периодом 1, и на выхолах мультиплексоров (на входах лешифратора 28) возникает кол счетчика 26 соответствующий числу импульсов за пе.риол 7 (фиг. 6, диаграмма Б).Аналогично осуществляется измерение ЗО проекции величины раЛиуса-Вектора р(фиг. 4) при переключении триггера 23 импульсом нулевого перехода синхронизирую. щего напряжения с выхода нуль-органа 5 (фиг. 5) во второй тактовый период модуляции (полупсриол синхронизируюшего на. .З 5 пряжения 1,). При этом осушествляютсяразрешение триггером 23 по его входу индикации второго цифрового индикатора (индикаторов) блока 11 индикации (фиг. 7) и высвечивание соответствующей цифры 40 (цифр) в динамическом режиме.тавляющей децентрировки, а по величине аналогового числа - о величине эксцентриситета.Блок 30 элементов памяти (фиг. 7 и 8) обеспечивает разрешение измерения только в том квадранте, где расположен главный энергетический максимум юстировочного сигнала, формируя на стробирующем Ь-входе мультиплексоров 27, схемы 18 определения количества импульсов разрушающий их работу логический нуль.. При переключениях триггера 23 модуляции тест-обьекта 3, которые осуществляются импульсами нулевого перехода синхронизируюшего напряжения 1 (фиг, 3 и 4), 1 Б формируемыми нуль-органом 15 (фиг. 5) делитель 31 (фиг. 8) осуществляет деление на 1 и формирование импульса К-сброса в каждой группе пар тактовых периодов модуляции. Если в данной паре тактовых периодов имеет место последовательное срабатывание элемента 24 сравнения (фиг. 8 и 9, диаграмма Б), что может быть только в случае наличия главного энергетического максимума в данном квадранте (например, в квадранте (8) (фиг, 3 и 4), то логическая единица с выхода элемента 24 сравнения при его срабатывании поступает последовательно через защитные диоды 34 и 34 на Э-входы, ЛК-триггеров 33 и 33, а отрицательные перепады напряжений с выхода элемента ЗИ-НЕ 25 поступают через пос- ЗО ледовательно коммутируемые ключи 32, и 32 на тактирующиеС-входы этих триггеров. При этомЛК-триггеры 33 и 33 переходят в состояние Я (1) (фиг. 9, диаграммы В и Г), что определяет логический нуль на выходе элемента 2 И-НЕ 35 (фиг. 9, диаграмма Д) в группе последовательных пар периодов модуляции, соответствующих периоду задаваемому коэффициентом деления 1 делителя 31, после чего производится сброс по К,-входам упомянутых 1 К-триггеров (фиг, 8, диаграммы В и Г). На стробируюшем 5-входе мультиплексоров 27, обеспечено разрешение из работы логическим нулем. При отсутствии последовательной коммутации в каждой паре периодов модуляции в выбранном примере в квадрантах (8 - 8) второго срабатывания устройства 24 сравнения не происходит (либо ни одного срабатывания, например, в квадранте (8 з), и на входах элемента 2 И-НЕ 35 формируется разноименность либо логические нули, а на его выходе - логическая единица, что запрещает работу мультиплексоров 27; и, следовательно, индикация отсутствуетПри отсутствии децентрировок линзы главный энергетический максимум проецируется на центральном фотоприемнике 9 (фиг. 5) матрицы 7. Фотопреобразователем 20 осуществляется формирование электрического сигнала, который усиливается усилителем 21 и поступает на пороговый элемент 22, срабатывающий только при соответствующем уровне напряжения преобразованного главного энергетического максимума. При этом в блоке 11 индикации третий индикатор показывает состояние центри-. ровки,ар д. 4/5оектная,Составитель С. ПрТехред И. ВересТираж 896ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и13035, Москва, Ж - 35, Раушсиал ППП Патент, г. Ужгород едактор С. Саенко аказ 7556/40