RU2077709C1 - Device for on-line check of tolerance of diameters of input apertures of photographic lens - Google Patents

Abstract

FIELD: instruments. SUBSTANCE: device has light source 2, collimator 3, calibration aperture 4, tested lens 5, photodetector 6 which is located in focal plane of tested lens 5, and measuring instrument 8. Said units are optically connected in series. In addition device has controlled power supply 1, which is connected to light source 2. Input of filter 7 is connected to output of photodetector 6; output of filter 7 is connected to measuring instruments 8. EFFECT: increased functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при контроле диаметров входных зрачков фотообъективов. The invention relates to instrumentation and can be used to control the diameters of the entrance pupils of photo lenses.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения диаметра входного зрачка фотографического объектива фотоэлектрическим методом [1]
Устройство содержит источник света, конденсор, диафрагму, расположенную в фокальной плоскости объектива коллиматора, калибровочную диафрагму, фотоэлектрический шар, в стенке которого закреплен фотоэлектрический умножитель и регистрирующий прибор. При измерениях контролируемый объектив устанавливается между коллиматором и фотометрическим шаром. Диаметр коллиматора должен быть больше диаметра контролируемого объектива. Фотометрический шар устанавливается вблизи фокальной плоскости контролируемого объектива так, чтобы весь поток, прошедший через объектив, попал в шар. Рассеянный световой поток преобразуется умножителем в фототок, который регистрируется гальванометром или другим измерительным прибором, без калибровочной диафрагмы I₁, и с калибровочной диафpагмой I₂.The closest technical solution to the invention is a device for measuring the diameter of the entrance pupil of a photographic lens by the photoelectric method [1]
The device comprises a light source, a condenser, a diaphragm located in the focal plane of the collimator lens, a calibration diaphragm, a photoelectric ball, in the wall of which a photoelectric multiplier and a recording device are fixed. During measurements, a controlled lens is mounted between the collimator and the photometric ball. The diameter of the collimator must be larger than the diameter of the controlled lens. A photometric ball is installed near the focal plane of the lens under control so that the entire stream passing through the lens enters the ball. The scattered light flux is converted by the multiplier into a photocurrent, which is recorded by a galvanometer or other measuring device, without a calibration diaphragm I ₁ , and with a calibration diaphragm I ₂ .

Недостатком устройства является невозможность оперативного контроля диаметров входных зрачков фотообъективов, т.к. при измерении диаметра диафрагм размер калибровочной диафрагмы предварительно выбирают равным диаметру входного зрачка, рассчитанному по значениям номинального относительного отверстия и фокусного расстояния контролируемого объектива. В процессе измерений размер калибровочной диафрагмы уточняют из условия I₂<I₁, не более, чем на 10-15%
Технической задачей изобретения является создание устройства оперативного контроля диаметров входного зрачка фотообъектива с погрешностью не более 1%
Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные источник света, коллиматор, калибровочную диафрагму, контролируемый объектив, расположенный в фокальной плоскости контролируемого объектива фотоприемник и измерительный прибор, введены регулируемый блок питания, соединенный с источником света и фильтр, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход с измерительным прибором.The disadvantage of this device is the impossibility of operational control of the diameters of the entrance pupils of photo lenses, because when measuring the diameter of the apertures, the size of the calibration aperture is preselected equal to the diameter of the entrance pupil, calculated from the values of the nominal relative aperture and focal length of the controlled lens. During measurements, the size of the calibration diaphragm is specified from the condition I ₂ <I ₁ , not more than 10-15%
An object of the invention is to provide a device for operational control of the diameters of the entrance pupil of a photo lens with an error of not more than 1%
The technical result is achieved in that a device containing a sequentially located and optically coupled light source, a collimator, a calibration diaphragm, a controlled lens located in the focal plane of the controlled lens, a photodetector and a measuring device, an adjustable power supply connected to the light source and a filter are inserted which is connected to the output of the photodetector, and the output to the measuring device.

Технический результат заявляемого решения заключается в следующем. При неизменной величине светового потока перед объективом величина фототока, регистрируемая измерительным прибором, зависит от величины светового потока, прошедшего через контролируемый объектив и параметров фотоприемника. При неизменных параметрах фотоприемника значение фототока будет определяться только параметрами объектива; диаметром входного зрачка и коэффициентом пропускания. При неизменной величине коэффициента пропускания возможна градуировка шкалы прибора в нормированных значениях диаметра входного зрачка с помощью эталонного объектива и набора эталонных диафрагм, рассчитанных соответствующим образом. При этом на шкале прибора отмечается значение соответствующее величине потока, ограниченного только внешней калибровочной диафрагмой установленной перед объективом. Тогда при установке в прибор контролируемого объектива с установленной перед ним калибровочной диафрагмой плавной регулировкой источника питания можно установить отмеченное ранее значение фототока. При этом относительно эталонного, окажется скомпенсированным коэффициентом пропускания контролируемого объектива, а также температурная и временная нестабильность всего устройства в целом, приводящая к изменению масштаба шкалы прибора. Таким образом, появляется возможность оперативного контроля диаметра входного зрачка. Так как значение диаметра входного зрачка для каждого фиксированного положения шкалы диафрагм может находиться в пределах своего допуска относительно номинального, рассчитанных в соответствии с техническими условиями на контролируемый объектив, то нет необходимости в изготовлении и градуировке новой шкалы прибора. Можно воспользоваться имеющейся, записав в таблицу значения фототока, соответствующие границам диапазона допустимых значений для каждого фиксированного положения шкалы диафрагм при градуировке, и пользоваться таблицей при контроле. На чертеже представлена схема устройства, которое состоит из последовательно соединенных регулируемого источника 1 питания, оптически связанных источника света 2, коллиматора 3, калибровочной диафрагмы 4, контролируемого объектива 5 и соединенных последовательно между собой фотоприемника 6, фильтра 7 и измерительного прибора 8. The technical result of the proposed solution is as follows. With a constant value of the light flux in front of the lens, the magnitude of the photocurrent recorded by the measuring device depends on the magnitude of the light flux passing through the monitored lens and the parameters of the photodetector. With the photodetector parameters unchanged, the value of the photocurrent will be determined only by the lens parameters; entrance pupil diameter and transmittance. With a constant transmittance, it is possible to calibrate the scale of the device in normalized values of the diameter of the entrance pupil using a reference lens and a set of reference apertures, calculated accordingly. At the same time, a value corresponding to the magnitude of the flow, limited only by the external calibration diaphragm installed in front of the lens, is marked on the scale of the device. Then, when a controlled lens is installed in the device with a calibration diaphragm installed in front of it, infinitely adjusting the power source, the previously noted photocurrent value can be set. Moreover, relative to the reference one, it will be compensated for by the transmittance of the controlled lens, as well as the temperature and time instability of the entire device as a whole, leading to a change in the scale of the device. Thus, it becomes possible to quickly control the diameter of the entrance pupil. Since the value of the diameter of the entrance pupil for each fixed position of the diaphragm scale can be within its tolerance relative to the nominal, calculated in accordance with the technical conditions for the controlled lens, there is no need to manufacture and calibrate a new scale of the device. You can use the existing one by writing in the table the values of the photocurrent corresponding to the boundaries of the range of acceptable values for each fixed position of the aperture scale during graduation, and use the table for monitoring. The drawing shows a diagram of a device that consists of a series-connected adjustable power source 1, optically coupled light source 2, a collimator 3, a calibration diaphragm 4, a controlled lens 5 and connected in series between a photodetector 6, a filter 7 and a measuring device 8.

В качестве источника света в устройстве используется полупроводниковый светодиод с требующимся спектральным диапазоном. Модуляция светового потока осуществляется питанием светодиода однополярными импульсами тока с плавной регулировкой амплитуды, которые формируются источником питания 1. Плавная регулировка источника питания необходима для компенсации светопропускания контролируемых объективов, температурной и временной нестабильности устройства. Примененный источник света 2 позволяет при малой потребляемой мощности использовать максимально простую конструкцию коллиматора из одной положительной линзы. Калибровочная диафрагма 4 конструктивно устанавливается на контролируемом объективе 5. Размер калибровочной диафрагмы 4 выбирают меньше диаметра входного зрачка, соответствующего нижней границе допуска на максимальное значение относительного отверстия контролируемых объективов и используется для устранения влияния разброса фокусного расстояния контролируемых объективов. В качестве фотоприемника 6 используется полупроводниковый фотодиод. Фильтр 7 используемый в приборе, является простейшим фильтром верхних частот и используется для исключения влияния внешнего светового фона. Частотная фильтрация полезного сигнала осуществляется дополнительно фотоприемником, работающим как фильтр нижних частот, и милливольтметром, имеющим цепь частотнозависимой отрицательной обратной связи. Число поддиапазонов измерения выбирается в зависимости от числа контролируемых значений, вида индикаций (стрелочная или цифровая), допустимой погрешности отсчета и удобства пользования прибором. Для стрелочной индикации с целью сохранения неизменной погрешности отсчета число поддиапазонов измерений удобно выполнить равным числу контролируемых положений шкалы диафрагм и с отличием верхних пределов измерений двух соседних поддиапазонов друг от друга приблизительно в два раза, т.е. отслеживающими закон изменения величины светового потока. A semiconductor LED with the required spectral range is used as a light source in the device. The luminous flux is modulated by supplying the LED with unipolar current pulses with continuously adjustable amplitudes, which are formed by power source 1. Smooth adjustment of the power source is necessary to compensate for the transmittance of controlled lenses, temperature and time instability of the device. The applied light source 2 allows for a low power consumption to use the most simple design of the collimator from a single positive lens. The calibration diaphragm 4 is structurally mounted on the controlled lens 5. The size of the calibration diaphragm 4 is chosen smaller than the diameter of the entrance pupil corresponding to the lower tolerance limit on the maximum relative aperture of the controlled lenses and is used to eliminate the influence of the spread of the focal length of the controlled lenses. As the photodetector 6, a semiconductor photodiode is used. The filter 7 used in the device is the simplest high-pass filter and is used to exclude the influence of an external light background. Frequency filtering of the useful signal is additionally carried out by a photodetector operating as a low-pass filter and a millivoltmeter having a frequency-dependent negative feedback circuit. The number of measurement sub-ranges is selected depending on the number of monitored values, the type of indications (arrow or digital), the permissible reading error, and the convenience of using the device. For arrow indication in order to maintain a constant reference error, the number of measurement subranges is conveniently equal to the number of monitored positions of the aperture scale and the upper measurement limits of two adjacent subranges are distinguished by approximately two times, i.e. tracking the law of change in the magnitude of the light flux.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Свет от источника света 2, который питается регулируемым источником питания 1 коллимируется объективом 3, далее падает на контролируемый объектив 5 и фокусируется на фотоприемнике 6, преобразованная в фототок световая энергия проходит через фильтр 7 и измеряется прибором 8. При установке на прибор контролируемого объектива 5 первоначально осуществляется коррекция коэффициента пропускания данного объектива с помощью регулируемого источника питания 1 и учета фокусного расстояния данного объектива (точнее говоря, увеличения части оптической системы стоящей перед диафpагмой объектива по ходу луча) с помощью калибровочной диафрагмы 4. Затем, сравнивая показания измерительного прибора 8 с табличными на различных значениях диафрагм данного объектива, делается вывод о годности объектива. The light from the light source 2, which is fed by an adjustable power source 1, is collimated by the lens 3, then it falls on the controlled lens 5 and focuses on the photodetector 6, the light energy converted into the photocurrent passes through the filter 7 and is measured by the device 8. When installing the controlled lens 5 on the device the transmittance of this lens is corrected using an adjustable power supply 1 and taking into account the focal length of this lens (more precisely, an increase in the part of the optical th system of diaphragm facing the lens along the beam) using the calibration of the diaphragm 4. Then, by comparing the meter reading 8 with the table on the different values of the lens aperture, the lens concludes shelf.

Claims (1)

1 Устройство оперативного контроля соответствия диаметров входных зрачков фотообъектива диаметрам допустимых значений, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные источник света, коллиматор, калибровочную диафрагму, контролируемый объектив, расположенный в фокальной плоскости контролируемого объектива фотоприемник и измерительный прибор, отличающееся тем, что введены регулируемый блок питания, соединенный с источником света, и фильтр, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход с измерительным прибором. 1 A device for operational control of the correspondence of the diameters of the entrance pupils of the photo lens with the diameters of acceptable values, containing sequentially located and optically coupled light sources, a collimator, a calibration diaphragm, a controlled lens located in the focal plane of the controlled lens, a photodetector and measuring device, characterized in that an adjustable power supply is introduced, connected to a light source, and a filter, the input of which is connected to the output of the photodetector, and the output with a measuring device rum.