SU1049768A1 - Device for measuring working length of lens - Google Patents

Abstract

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧЕГО ОТРЕЗКА ОБЪЕКТИВОВ, содержащее оптически св занные источник света, конденсор, тест-объект, ontHKy переноса изображени  тест-объекта в плоскость анализа, диск анализатора с растрам; при-; вод диска анализатора, фотоприемник, блок выделени  информационных сигналов с двум  выходами, блок сканировани  изображени  тест-объекта вдоль оптической оси оптической системы с дополнительным приводом, вход блока выделени  информационных сигналов подключен к фотоприемиику , отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона и повышени  производительности измерений, оно снабжено двум  фильтрами нижних частот, блоком формировани  управл ющих сигналов, преобразователем положени , двум  блоками запоминающими, блоком усреднени , блоком экстремума, индикатором, первый и второй информационные входы блока формировани  управл ющих сигналов подключены к выходам фильтров нижних частот, входы которых подключены к первому и второму выxoдiaм блока выделени  информационных сигналов, преобразователь положени  св зан с блоком сканировани , выход преобразовател  положени  соединен с информационными входами блоков запомииаюших , выходы которых соединены с входами блока усреднени , выход которого соединен с информационным входом индикатора , вход блока экстремума подключен к выходу преобразовател  положени , выход соединен с первыми входами блоков запоминани , третьим входом блока формировани  управл ющих сигналов и первым управл ющим входом индикатора, второй управл ющий вход которого подключен к первому управл ющему выходу блока формировани  управл ющих сигналов, второй и третий управл ющие выходы которого соединены соответственно с вторыми управл ющими входами блоков запоминани . 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок сканировани  выполнен в виде цилиндра, ось вращени  которого не совпадает с его геометрической осью, а пол i верхность цилиндра выполнена зеркальной преобразователь положени  состоит из (Л сельсин-датчика, сельсин-приемника, генератора , синхронного детектора и фазовращател , выход генератора соединен с управл ющим входом сельсин-датчика и входом фазовращател , выход которого сое-. динен с управл ющим входом синхронного . детектор, информационный вход которого подключен к выходу сельсин-приемника, вход которого подключен к выходу сельсин датчика. 4J 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок формнрованн  управл ющих сига налов состоит из делител , компаратора, 00 триггера, двух формирователей и узла задержки , выход делител  соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с входами формирователей , выходы которых  вл ютс  вторым и третьим управл ющими выходами блока, выход второго формировател  соединен с входом узла задержки, выход которого  вл етс  первым управл ющим выходом блока, вход делител , второй вход компаратора и вход установки нул  триггера  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим входами блока.I. A DEVICE FOR MEASURING THE WORKING CUT OF LENSES, containing an optically coupled light source, condenser, test object, ontHKy image transfer of the test object to the analysis plane, analyzer disk with rasters; when-; waters of the analyzer disk, photodetector, information output signal allocation unit with two outputs, image scanner unit of the test object along the optical axis of the optical system with an additional drive, input of the information signal extraction unit connected to the photodetection, characterized in that to expand the range and improve performance measurements, it is equipped with two low-pass filters, a control signal generation unit, a position transmitter, two storage units, an averaging unit The extremum block, the indicator, the first and second information inputs of the control signal generation block are connected to the low-pass filter outputs, the inputs of which are connected to the first and second outputs of the information signal extraction block, the transducer is connected to the scanning block, the output of the transducer is connected to the information the inputs of the blocks are memorized, the outputs of which are connected to the inputs of the averaging block, the output of which is connected to the information input of the indicator, the input of the extremum block n Connected to the output of the position converter, the output is connected to the first inputs of the storage units, the third input of the control signal generation unit and the first control input of the indicator, the second control input of which is connected to the first control output of the control signal generation unit, the second and third control signals the outputs of which are connected respectively to the second control inputs of the memory units. 2. The device according to claim 1, characterized in that the scanning unit is made in the form of a cylinder, the rotation axis of which does not coincide with its geometrical axis, and the field i the surface of the cylinder is made of a mirror position transducer consisting of (L selsyn sensor, selsyn receiver, generator, synchronous detector and phase shifter, the output of the generator is connected to the control input of the resolver sensor and the input of the phase shifter, the output of which is connected to the control input of the synchronous detector, whose information input is connected to the output of - a receiver, whose input is connected to the output of the sensor selsyn 4J 3. The device according to claim 1, characterized in that the block of formal control signals consists of a divider, comparator, 00 flip-flop, two drivers and a delay node, the divider output is connected to the first the input of the comparator, the output of which is connected to the counting input of the trigger, the output of which is connected to the inputs of the drivers, the outputs of which are the second and third control outputs of the block, the output of the second driver, is connected to the input of the delay node, the output of which is a first control output unit, the input of the divider, the second input of the comparator and a zero setting input latch are respectively the first, second and third inputs of the block.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может выть использовано при технологических измерени х рабочего отрезка объективов, в частности длиннофокусных объективов, при их сборке. Известно устройство, содержащее оптически св занные источник света, конденсор , тест-объект, оптику переноса изображени  тест-объекта в плоскость анализа, барабан анализатора с растром, нанесенным на барабан, привод анализатора, фотоприёмннк , индикатор. Устройство также содержит дополнительный источник света, дополнительный фотоприёмник , фазочувствительный детектор, входы которого подключены к фотоприемникам , а выход соединен с индикатором и дополнительный- привод, вход которого подключен к выходу фазочувствительного детектора, а выход св зан с контролируемым объективом 1. Недостатком устройства  вл етс  огра ннченный диапазон измерени , св занный с тем, что при .больших расфокусировках уменьшаетс  разность электрических сигналов , снимаемых с фотоприемника присканировании плоскости анализа, что приводит к потере чувствительности фазовой системы управлени  перемещением контролируемого объектива. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство, содержащее оптически св занный источник света, конденсор, тест-объект, оптику переноса изображени  тест-объекта в плоскость анализа; диск анализатора с .растром, привод диска анализатора, фотоприемннк,блок, выделени  информационных сигналов с двум  выходами, блок сканировани  изображени  тест-объекта вдоль оптической оси оптической системы с дополнительным приводом, вход блока выделени  информационных сигналов подключен к фотоприемнику . Устройство также содержит сумматор, фазочувствительный . детектор, генератор, привод контролируемого объектива, входы сумматора подключены к выходам блока выделени  информационных сигналов, выход сумматора соединен с первым входом фазочувствительного детектора., второй вход «которого подключен к выходу генератора , вход которого св зан с дополнительным приводом, выход фазочувствительного детектора св зан с приводом контролируемого объектива (2). Изображение тест-объекта подвергаетс  пространственной фильтрации на двух пространственных частотах - опорной и измерительной, на выходе фотоприемника формируетс  сигнал сложного спектра, первые гармонические составл ющие которого выдел ютс  полосовыми фильтрами, детектируютс  детекторами. 68 Присканировании плоскости изображени  на вь)деленные информационные сигналы накладываетс  огибающа , фаза которой зависит от полон(ени  контролируемого объектива. Огибающие суммируютс  сумматором и подаютс  на первый вход фазочувствительного детектора, на второй вход которого подаетс  опорный сигнал с генератора . Сигнал с выхода фазочувствительного детектора .определ етс  положением контролируемого объектива, т. е. положением его фокальной плоскости относительно крайних положений плоскостей сканировани . В случае, если фокальна  плоскость объектива находитс  между плоскост ми сканировани , то огибающа  не содержит сигнал с частотой сканировани , а содержит вторую гармонику, и посто нна  составл юща  сигнала на выходе фазочувствительного детектора равна нулю, контролируемый объектив не перемещаетс . Если фокальна  плоскость объектива смещена относительно середины плоскостей сканировани , в огибающей по вл етс  перва  гармоника, величина которой зависит от крутизны расфокусировочной кривой , т. е. кривой/св зывающей величину сигнала на выходе фильтра с величиной расфокусировки (смещением объектива). Фаза огибающей зависит от знака смещени  объектива. Очевидно, что при таком формировании огибающей, его величина, а следовательно и чувствительность след щей системы зависит от двух факторов - крутизны расфокусировочной кривой и амплитуды сканировани . Амплитуда, сканировани  определ етс  высшей пространственной частотой, на которой осуществл етс  пространственна  фильтраци  изображени  тест-объекта. Чем выше пространственна  частота, тем выше точность фокусировани , так как при повышении пространственной частоты, увеличиваетс  наклон расфокусировочной кривой. Дл  увеличени  диапазона измерени  используетс  опорна  частота пространственной фильтрации. Однако при больших расфокусировках, глубина модул ции оказываетс  настолько малой, что устройство тер ет чувствительность . Недостатком устройства также  вл етс  ограниченное быстродействие след щей системы. Дл  контрол  объективов, выпускаемыхмассовым производством повышение быстродействи  увеличивает производительность и снижает трудоёмкость изготовлени  объективов, так как дл  одинаковойThe invention relates to a measurement technique and can be used in the technological measurements of the working segment of lenses, in particular long-focus lenses, during their assembly. A device is known that contains an optically coupled light source, a condenser, a test object, image transfer optics of the test object into the analysis plane, an analyzer drum with a raster deposited on the drum, an analyzer drive, a photo-detector, an indicator. The device also contains an additional light source, an additional photodetector, a phase-sensitive detector, whose inputs are connected to photodetectors, and the output is connected to an indicator and an additional-drive, whose input is connected to the output of the phase-sensitive detector, and the output is connected to a controlled lens 1. The device’s disadvantage is the limited measurement range due to the fact that with large defocusing the difference in the electrical signals taken from the photodetector is reduced by scanning analysis of bone that leads to a loss of sensitivity of the phase displacement of the control system controlled lens. The closest technical solution to the invention is a device comprising an optically coupled light source, a condenser, a test object, the image transfer optics in the analysis plane; analyzer disk with raster, analyzer disk drive, photo-detectors, unit, information signal extraction with two outputs, image scanner unit of the test object along the optical axis of the optical system with an additional drive, information signal output unit input to the photodetector. The device also contains an adder, phase-sensitive. the detector, the generator, the drive of the controlled lens, the inputs of the adder are connected to the outputs of the information signal extraction unit, the output of the adder is connected to the first input of the phase-sensitive detector. The second input of which is connected to the output of the generator, the input of which is connected to the auxiliary drive, the output of the phase-sensitive detector is connected with a drive controlled lens (2). The image of the test object is subjected to spatial filtering at two spatial frequencies — the reference and the measuring, the complex-spectrum signal is generated at the output of the photodetector, the first harmonic components of which are extracted by band-pass filters and detected by detectors. 68 By scanning the image plane onto the divided information signals, the envelope is superimposed, the phase of which depends on the full (controlled lens. The envelopes are summed by the adder and fed to the first input of the phase-sensitive detector, to the second input of which the reference signal from the generator is fed. Signal from the output of the phase-sensitive detector. is determined by the position of the controlled lens, i.e. the position of its focal plane relative to the extreme positions of the scanning planes. On the lens plane lies between the scanning planes, the envelope does not contain the signal with the scanning frequency, but contains the second harmonic, and the constant component of the signal at the output of the phase-sensitive detector is zero, the controlled lens does not move. If the focal plane of the lens is offset from the midpoint of the scanning planes , the first harmonic appears in the envelope, the magnitude of which depends on the steepness of the defocusing curve, i.e. the curve / linking value of the signal at the filter output with defocus magnitude (lens shift). The phase of the envelope depends on the sign of the lens offset. Obviously, with this formation of the envelope, its magnitude, and hence the sensitivity of the tracking system, depends on two factors — the steepness of the defocusing curve and the amplitude of the scan. The amplitude scanned is determined by the highest spatial frequency at which the spatial filtering of the test object image is performed. The higher the spatial frequency, the higher the accuracy of focusing, as the slope of the defocusing curve increases with increasing spatial frequency. To increase the measurement range, the reference spatial filter frequency is used. However, with large defocusing, the modulation depth is so small that the device loses sensitivity. The drawback of the device is also the limited speed of the tracking system. In order to control the lenses produced by mass production, the increase in speed increases the productivity and reduces the labor intensity of the manufacture of lenses, since for the same

программы требуетс  меньшее количество приборов.programs require fewer instruments.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона и повышение производительности измерений.The aim of the invention is to expand the range and improve the performance of the measurements.

Указанна .цель достигаетс  тем, что уотройство , содержащее оптически св занные источник света, конденсор, тест-объект, оптику переноса изображени  тест-объекта в плоскость анализа, диск анализатора с растром, привод диска анализатора, фотоприемник , блок выделени  информационных сигналов с двум  выходами, блоком сканировани  изображени  тест-объекта вдоль оптической оси оптической системы с дополнительным приводом, вход блока выделени  информационных сигналов подкл1ачен к фотоприемнику, снабжено двум  фильтрами нижних частот, блоком формировани  управл ющих сигналов, преобразователем положени , двум  блоками запоминающими , блоком усреднени , блоком экстремума, индикатором, первый и второй информационный входы блока формировани  управл ющих сигналов подключены к выходам фильтров нижних частот, входы которых подключены к первому и второму выходам блока выделени  информационных сигналов, преобразователь положени  св зан с блоком сканирован , выход преобразовател  положени  соединен с Информационными входами блоков запоминающих, выходы которых соединены с входами блока усреднени , выход которого соединен с информационным входом индикатора, вход блока эстремума подключен к выходу преобразовател  положени , выход соединен с первыми входами блоков запоминани , третьим входом блока формировани  управл ющих сигналов и первым управл ющим входом индикатора, второй управл ющий вход которого подключен к первому управл ющему выходу блока формировани  управл ющих сигна , лов, второй и третий управл ющие входы которого соединены соответственно с вторыми управл ющими входами блоков запоминани .This target is achieved by the fact that a device containing an optically coupled light source, a condenser, a test object, the image transfer optics of the test object in the analysis plane, an analyzer disk with a raster, an analyzer disk drive, a photodetector, an information signal extraction unit with two outputs , the image scanning unit of the test object along the optical axis of the optical system with an additional drive, the input of the information signal extraction unit is connected to the photodetector, equipped with two low-pass filters, a block generating control signals, a position converter, two memory blocks, an averaging block, an extremum block, an indicator, the first and second information inputs of the control signals generating block are connected to the low-frequency filter outputs, the inputs of which are connected to the first and second outputs of the information signal extraction block, the position transducer is connected with the block scanned, the output of the position transducer is connected to the Information inputs of the storage blocks, the outputs of which are connected to by the moves of the averaging block, the output of which is connected to the information input of the indicator, the input of the estremum block is connected to the output of the position converter, the output is connected to the first inputs of the memory blocks, the third input of the control signal generating unit and the first control input of the indicator, the first control output of the control signal generating unit, the catch, the second and third control inputs of which are connected respectively with the second control inputs of the memory blocks .

Блок сканировани  выполнен в виде цилиндра, ось вращени  которого не совпадает с его геометрической Осью, а поверхность цилиндра выполнена зеркальной, преобразователь положени  состоит из сельсин-датчика, сельсин-приемника, генератора , синхронного детектора и фазовращател , выход генератора соединен с управл ющим входом сельсин-датчика и входом фазовр ащател , выход которого соединен с управл ющим входом синхронного детектора, информационный вход которого подключен к выходу сельсин-приемника, вход которого подключен к выходу сельсиндатчика .The scanning unit is made in the form of a cylinder, the axis of rotation of which does not coincide with its geometric axis, and the cylinder surface is mirrored, the position transmitter consists of a selsyn sensor, a selsyn receiver, a generator, a synchronous detector and a phase rotator, the generator output is connected to a control input of a selsyn sensor and a phase switch input, the output of which is connected to the control input of a synchronous detector, the information input of which is connected to the output of the selsyn receiver, the input of which is connected to the output of sel syndication

Кроме того, блок формировани  управл ющих сигналов состоит из делител , компаратора , триггера, двух формирователей и узла задержки, выход делител  соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен со счетным входом триггера , выход которого соединен с входами формирователей, выходы которых  вл ютс  вторым и третьим управл ющими выходами блока, выход второго формировател  соединен с входом узла задержки,, выход которого  вл етс  первым управл ющим выходом блока, вход делител , второй вход компаратора и вход установки нул  триггера  вл ютс  соответственно первым., - вторым и третьим входами блока.In addition, the control signal generation unit consists of a divider, comparator, trigger, two drivers and a delay node, the output of the divider is connected to the first input of the comparator, the output of which is connected to the counting input of the trigger, the output of which is the second and the third control outputs of the block, the output of the second driver, is connected to the input of the delay unit whose output is the first control output of the block, the divider input, the second comparator input and the zero setting input the flip-flops are respectively the first., second and third block inputs.

На фиг. } представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма работы; на фиг. 3 - графики, по сн ющие уменьшение динамической погрешности измерени .FIG. } the functional diagram of the device is presented; in fig. 2 - time diagram of work; in fig. 3 are graphs explaining the reduction in dynamic measurement error.

0 , Устройство содержит источник I света, конденсор. 2, щелевую диафрагму 3 (тестобъект ) полупрозрачный элемент 4, объектив 5 коллиматора, микрообъектив 6, диск 7 анализатора, привод 8, фоТоприг емник 9, блок 10 выделени  информационных сигналов, состо щих из полосовых фильтров 11, 12 детекторов 13, 14. фильтры 15, 16 нижних частот, блок 17 формировани  управл ющих сигналов, состо щий из делител  18, компаратора 19, триггера0, The device contains a source of I light, a condenser. 2, slit diaphragm 3 (test object) translucent element 4, collimator lens 5, micro lens 6, analyzer disk 7, drive 8, Photographic receiver 9, block 10 for extracting information signals consisting of band-pass filters 11, 12 of detectors 13, 14. filters 15, 16 low frequencies, control signal generation block 17, consisting of divider 18, comparator 19, trigger

0 20, формирователей 21, 22, узла 23 задержки , блок 24 сканировани , содержащий зеркальный цилиндр 25, дополнительный привод 26, датчик 27 положени , состо щим из сельсин датчика 28, сельсин приемника 29, синхронного детектора 30,0 20, formers 21, 22, delay node 23, scanning unit 24, comprising a mirror cylinder 25, additional drive 26, position sensor 27, consisting of selsyn sensor 28, selsyn receiver 29, synchronous detector 30,

5 генератора 31, фазовращател  32, блоки 33, 34 запоминающие блок 35 усреднени , блок 36 экстремума, состо щим из фильтра 37 нижних частот, узла 38 дифференцировани , нуль органа 39, формировател  40, индикатор 41, блок уставки 42, контролируетс  объектив 43..5 of the generator 31, the phase shifter 32, the blocks 33, 34, the averaging block 35, the extremum block 36, consisting of a low pass filter 37, the differentiation unit 38, the zero of the body 39, the driver 40, the indicator 41, the setpoint block 42, is controlled by a lens 43. .

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Изображение щелевой диафрагмы 3, освещаемой осветителем, состо щим нзThe image of the slit aperture 3, illuminated by the illuminator, consisting nz

5 источника света 1 и конденсора 2, строитс  с помощью полупрозрачного элемента 4, объектива 5 коллиматора, контролируемого объектива 43 на поверхности зеркального цилиндра 25.5 of the light source 1 and the condenser 2, is built using a translucent element 4, a collimator lens 5, a controlled lens 43 on the surface of the mirror cylinder 25.

Отраженные от поверхности зеркально го цилиндра 25 световые пучки с помощью контролируемого объектива 43, объектива 5 коллиматора стро т в плоскости микро-, объектива 6 изображение щелевой диафрагмы 3, которое переноситс  микрообъекти5 аом б в плоскость, в которой установлен диск 7 анализатора, вращаемый приводом 8. На диск 7 анализатора нанесены растровые решетки, которые осуществл ют про странственную фильтрацию изображени  щелевой диафрагмы 3. Решетки растра нанесены на диск 7 анализатора с двум  частотами - нормирующей и измерительной, Частота нанесени  измерительной решетки выше частоты нанесени  нормирующей ркшетки . Конкретные значени  частот выби раютс  в зависимости от типа контролируемого объектива, его фокусного рассто ни , а также качества контролируемого объектива, т. е. коэффициента передачи модул ции на выбранной пространственной частоте. Изображение щелевой диафрагмы 3 прошедшее прюстранственную фильтрацию растровыми рещетками, нанесенными на диск 7 анализатора попадает на фотоприемник 9, где. преобразуетс  в электрический сигнал сложного спектра. Первые гармонические составл ющие электрического сигнала сложного спектра выдел ютс  полосовыми фильтрами И, 12 и детектируютс  детекторами 13, 4 блока 10 выделени  информационного сигнала . Напр жени , выдел емые блоком 0выделени  инф&рмационного сигнала сглаживаютс  фильтрами 15, 16 нижних частот и поступают на информационные входы блока 17 формировани  управл ющих сигналов . Сигнал, соответствующий расфокусировочной кривой|формируемь1Й при пространственной фильтрации на низкой пространственной частоте (фиг. 2, диаграмма 15) поступает на вход делител  18, с выхода которого поступает на первый вход компаратора 19. Сигнал, соответствующий расфокусиррвочной кривой, формируемой при пространственной фильтрации изображени  щелевой диафрагмы 3 на высокой пространственной частоте (фиг. 2, диаграмма 16)j поступает на второй вход компаратора J9. При работе устройства, дополнительный привод 26, св занный с блоком 24 сканировани , выполненным в виде зеркального цилиндра 25, осуществл ет его вращение, При вращении зеркального цилиндра 25 происходит сканирование плоскости изображени  щелевой диафрагмы 3 вдоль оптической оси оптической системы, осуществл емое по синусоидальному закону, так как ось вращени  зеркального цилиндра 25 не совпадает с его геометрической осью. Закон сканировани  определ етс  выражением LcH Lcis-m sina(1) где LtH - текущее смещение изображени  щелевой диафрагмы 3; Leu -максимальное смещение изображени  щелевой диафрагмы 3. А -угол поворота зеркального барабаЙа . За один оборот зеркального барабана 25 происходит сканирование в двух направлени х (фиг. 2, крива  диаграмма 24), т.е. измен етс  знак сканировани . На выходе фильтров 15, 16 нижних частот за один оборот зеркального барабана 25, дважды формируютс  две огибающие, две расфокусировочные кривые (фиг. 2, диаграммы 15 и 16). При превышении напр жени  огибающей на выходе фильтра 16 нижних частот определенного опорного уровн , соответствующего , например, уровню, близкому к точке перегиба огибающей (фиг. 2, диаграмма 16, точка 1а)срабатывает компаратор 19 (фиг. 2, диаграмма 19), выходной сигнал с которого передним фронтом перебрасывает триггер 20 (фиг. 2, диаграмма 20), из нулевого в единичное состо ние. По переднему фронту сигнала, снимаемого с триггера 20, формирователь 22 формирует импульсный сигнал управлени  (фиг. 2, диаграмма 22), поступающий на выход .блока 17 формировани  управл ющего сигнала. Положение блока 24 сканировани  фиксируетс  датчиком 27 положени , состо щего из сельсин датчика 28, сельсин-приемника 29, синхронного детектора 30, генератора 31 и фазовращател  32. Генератор 31 формирует сигналы поступающие на сельсин-датчик 28. На выходе сельсин датчика 28 в зависимости от положени  его вала, св занного с блоком 24 сканировани , формируютс  модулированные сигналы, поступающие на сельсин-приемник , на выходе которого формируетс  амплитудно-модулированные сигналы (фиг. 2, диаграмма 29), поступающие на вход синхронного детектора 30, на второй вход которого через фазовращатель 32 поступают сигналы с генератора 31. Синхронный детектор 30 осуществл ет детектирование сигналов, снимаемых с сельсин-приемника 29 с учетом фазы. На входе синхронного детектора 30 формируетс  сигнал (фиг. 2, диаграмма 30), огибающа  которого определ етс  выражением ивых Увых max-sintf,ti) где UgbiK-текущее выходное напр жение; вых.и1ах-максимальное выходное напр жение; d - угол поворота сельсин датчика. Тогда текущее смещение изображени  щелевой диафрагмы 3 и выходное напр жение огибающей, формируемой на выходе синхронного детектора 30 из (2) определ етс  выражением. .. max I I/ I ивЫХ -тLct( IV ЬМ, Ьск max где К - масштабный коэффициент. При формировании первого управл ющего сигнала формирователем 22, текущее положение плоскости сканировани , представленное в виде напр жени  фиксируетс  блоком 33 запоминающим, выполненным, например , в виде динамического запоминающего устройства. При изменении направлени  сканировани , при превышении огибающей на выходе фильтра 16 нижних частот опорного уровн  соответствующего уровню, близкому к точке перегиба огибающей (фиг. 2, диаграмма J6, точка 26) компаратор 19 повторно срабатывает , выходной сигнал с компаратора 19 перебрасывает триггер 20 а нулевое состо ние. По заднему фронту Сигнала, снимаемого с триггера 20, формирователь 23 формирует второй управл ющий сигнал поступающий на выход блока 17 управл ющих сигналов (фиг. 2, диаграмма 21). При этом текущее положение плоскости сканировани , представленное в виде напр жени  фиксируетс  блоком 34 запоминающим , также выполненным, например, в виде динамического запоминающего устройства. Сигналы с выходов блоков 33, 34 зайоминающих поступают на вход блока усреднени , выполненного, например, в виде аналогового сумматора, осуществл ющего усреднение амплитуд входных сигналов путем суммировани  с определенным масштабным коэффициентом, например, 0,5. II .и&мП-ЦвычЕ , ., c(a)tcH(2) н ,} MBJiUt И --V-.ttl гдеиеыку-выходное напр жение сумматора; ьых цчапр жение на выходе блоков 33,34 запоминани ; L ) .„ положение плоскостей сканироваL .cis(i6) , ц момент формированн  первого и второго управл ющего импульсов; Lcus)-среднее положение плоскости сканировани . Сигнал, сформированный формирователем 21 задерживаетс  узлом 23 задержки и поступает на управл ющий вход индикатора 41 осуществл ющего считывание и индикацию среднего положени  плоскостей сканировани  относительно отсчетной базы, котора  может регулироватьс  блоком 42 уставки, при аттестации устройства с помощью эталонного объектива с номинальным рабочим .отрезком. Таким образом, на выходе индикатора 41 индицируетс  значение, рабочего отрезка объектива относительно эталонного значени . Калибровка диапазона измерени  может осуществл тьс , например, путем изменени  масштабного коэффициента блока 35 усреднени  с помощью эталонного объектива с известной величиной рабочего отрезка. Сигнал, снимаемый с синхронного детектора 30 поступает на вход фильтра 37 нижних частот блока 36 экстремума, дифференЩ1руетс  узлом 38 дифференцировани , с выхода которого поступает на вход нульоргана 39, формирующего пр моугольный сигнал, передний фронт которого совпадает с одним из крайних положений блока 24 сканировани . По переднему фронту сигнала, снимаемого с выхода нуль-органа 39, формирователь 40 формирует сигнал сброса, сбрасывающий триггер 20, блоки 33, 34 запоминающие и индикатор 41 (фиг. 2, диаграммы 37, 38, 39, 40), в исходное состо ние. Работа устройства может проходить как в непрерывном, так и в старт-стопном режиме. Из фиг. 2, диаграмма 15 видно, что диапазон измерени  рабочего отрезка объективов не ограничиваетс  диапазоном, при котором присутствует сигнал на выходе фильтров 15, 16 нижних частот, т.е. фактчески может быть любым и определ етс  диапазоном сканировани  блока 24 сканировани . Использование пространственной фильтрации на двух нростраиственных частотах, фильтров 15, 16 нижних частот, делител  18 и компаратора 19 дает возможность осуществл ть след щее компарирование при тором относительный уровень компарировани  не зависит от  ркости источника 1 света , изменени  чувствительности фотоприемника 9, изменени  светопропускани  контролируемого объектива 43. Введение фильтров 15, 16 нижних частот исключает ложное срабатывание компаратара 19, однако создает временную задержку . Временную задержку также создают по-. лосовые фильтры П, 12. При этом управл ющие импульсы формируютс  с задержкой, что приводит к тому , что блоки 33, 34 запоминани  фиксируют положение плоскости сканировани  также с задержкой. На фиг. За представлен график из которого видно, что при одной и той же временной задержке, ошибка пространственной фиксации положени  плоскости сканировани  измен етс  при синусоидальном законе сканировани , т.е. возникает динамическа  погрешность- измерени . При линейном законе сканировани  ошибка пространственной фиксации положени  плоскости сканировани  не измен етс , т.е. возникает систематическа  погрешность , котора  может быть учтена при-калибровке устройства. Формирование первого управл ющего сигнала при сканировании в одном из направлений , а второго управл ющего сигнала при сканировании в противоположном на . правлении значительно уменьшает динамическую погрешность измерени , так как при одном направлении сканировани  погреш ость имеет один знак, при измененик направлени  сканировани  погрешность имеет противоположный знак (фиг. 36).The light beams reflected from the surface of the mirror cylinder 25 by means of a controlled lens 43, a collimator lens 5 are built in the plane of a micro lens 6 an image of a slit diaphragm 3, which is transferred by the micro-object aom b to the plane in which the analyzer disk 7 is installed, rotated by the drive 8 Raster gratings are applied to the analyzer disk 7, which carry out spatial filtering of the image of the slit diaphragm 3. The raster lattices are applied to the analyzer disk 7 with two frequencies — normalizing and measuring, applying pilots at the measuring grid frequency above application normalizing rkshetki. Specific frequency values are chosen depending on the type of lens being monitored, its focal length, and the quality of the lens being monitored, i.e. the modulation transmission coefficient at the selected spatial frequency. The image of the slit diaphragm 3 which has been passed through filtering by raster lattices deposited on the disk 7 of the analyzer falls on the photodetector 9, where. converted into an electrical signal of a complex spectrum. The first harmonic components of the electrical signal of a complex spectrum are extracted by band-pass filters And, 12 and are detected by the detectors 13, 4 of the information-signal extracting unit 10. The voltages allocated by the block of the allocation of the information & rmation signal are smoothed by the filters 15, 16 of the lower frequencies and arrive at the information inputs of the block 17 of the formation of the control signals. The signal corresponding to the defocusing curve | formed by spatial filtering at a low spatial frequency (Fig. 2, diagram 15) is fed to the input of a divider 18, from the output of which is fed to the first input of the comparator 19. The signal corresponding to the unfocusing curve generated by the spatial slit image diaphragm 3 at high spatial frequency (Fig. 2, diagram 16) j is fed to the second input of comparator J9. During operation of the device, an additional actuator 26 associated with the scanning unit 24, made in the form of a mirror cylinder 25, rotates it. When the mirror cylinder 25 rotates, the image plane of the slit diaphragm 3 is scanned along the optical axis of the optical system, which is sinusoidally since the axis of rotation of the mirror cylinder 25 does not coincide with its geometrical axis. The scan law is determined by the expression LcH Lcis-m sina (1) where LtH is the current displacement of the image of the slit diaphragm 3; Leu is the maximum displacement of the image of the slit diaphragm 3. A is the angle of rotation of the mirror mirror. During one revolution of the mirror drum 25, scanning occurs in two directions (FIG. 2, curve 24), i.e. the scan sign changes. At the output of the low-pass filters 15, 16 in one revolution of the mirror drum 25, two envelopes and two defocus curves are formed twice (Fig. 2, diagrams 15 and 16). When the envelope voltage at the output of the low-pass filter 16 exceeds a certain reference level, corresponding, for example, to a level close to the bending point of the envelope (Fig. 2, diagram 16, point 1a), the comparator 19 is triggered (Fig. 2, diagram 19), the output the signal from which the leading edge throws the trigger 20 (Fig. 2, diagram 20), from zero to one state. On the leading edge of the signal removed from flip-flop 20, shaper 22 generates a pulsed control signal (Fig. 2, diagram 22) arriving at the output of block 17 of generating a control signal. The position of the scanning unit 24 is fixed by the sensor 27 of the position, consisting of the selsyn sensor 28, the selsyn receiver 29, the synchronous detector 30, the generator 31 and the phase shifter 32. The generator 31 generates signals to the selsyn sensor 28. At the output of the selsyn sensor 28, depending on the positions of its shaft, connected to the scanning unit 24, form modulated signals arriving at the selsyn receiver, at the output of which amplitude modulated signals are formed (Fig. 2, diagram 29) arriving at the input of the synchronous detector 30 , to the second input of which, via the phase shifter 32, signals from the generator 31 arrive. Synchronous detector 30 performs detection of signals received from the selsyn receiver 29 taking into account the phase. At the input of the synchronous detector 30, a signal is formed (Fig. 2, diagram 30), the envelope of which is determined by the expression Ough Ouv max-Sintf, ti) where UgbiK is the current output voltage; output max-max output voltage; d is the rotation angle of the sensor selsyn. Then, the current displacement of the slit diaphragm image 3 and the output voltage of the envelope generated at the output of the synchronous detector 30 from (2) is determined by the expression. .. max II / I EXT - t Lct (IV LM, LSC max where K is the scale factor. When forming the first control signal by the shaper 22, the current position of the scanning plane represented as voltage is fixed by the block 33, which stores, for example, When the scan direction is changed, when the envelope at the output of the low-pass filter 16 exceeds the reference level corresponding to a level close to the bending point of the envelope (Fig. 2, J6 diagram, point 26), the comparator 19 is repeated The output signal from the comparator 19 transfers the trigger 20 to the zero state. On the falling edge of the signal taken from the trigger 20, the driver 23 generates a second control signal to the output of the control signals block 17 (Fig. 2, diagram 21). Thereby, the current position of the scanning plane, represented as a voltage, is fixed by the block 34, which is also stored, for example, in the form of a dynamic memory. The signals from the outputs of the blocks 33, 34 that are borrowing, are fed to the input of the averaging unit, made, for example, as an analog adder, averaging the amplitudes of the input signals by summing with a certain scale factor, for example, 0.5. II. And & mp-cwic,., C (a) tcH (2) n,} MBJiUt AND --V-.ttl where is the sum-output voltage of the adder; the first time at the output of the memory blocks 33,34; L). „The position of the scanning planes L .cis (i6), i.e. the moment of formation of the first and second control pulses; Lcus) is the average position of the scanning plane. The signal generated by shaper 21 is delayed by delay unit 23 and fed to the control input of indicator 41, which reads and indicates the average position of the scanning planes relative to the reference base, which can be adjusted by the setpoint unit 42, when the device is certified using a reference lens with a nominal working cut. Thus, the output of the indicator 41 indicates the value of the working length of the lens relative to the reference value. Calibration of the measurement range can be carried out, for example, by changing the scale factor of averaging unit 35 using a reference lens with a known value of the working segment. The signal taken from the synchronous detector 30 is fed to the input of the low-pass filter 37 of the extremum unit 36, differentiated by the differentiation unit 38, from the output of which is fed to the input of the nullorgan 39, which forms a square signal whose front edge coincides with one of the extreme positions of the scanning unit 24. On the leading edge of the signal removed from the output of the null organ 39, the driver 40 generates a reset signal, resetting the trigger 20, blocks 33, 34 that store and indicator 41 (Fig. 2, diagrams 37, 38, 39, 40) to the initial state . The operation of the device can be carried out both in continuous and in start-stop mode. From FIG. 2, diagram 15, it can be seen that the measurement range of the working segment of the lenses is not limited to the range in which the signal is present at the output of the lowpass filters 15, i.e. may actually be any, and is determined by the scan range of scan unit 24. The use of spatial filtering at two frequencies of the base frequency, low-pass filters 15, 16, divider 18, and comparator 19 makes it possible to carry out the following comparing with a torus, the relative level of comparing does not depend on the brightness of the light source 1, the change in the light transmittance of the target lens 43 The introduction of low-pass filters 15, 16 eliminates the false triggering of the comparator 19, but creates a time delay. The time delay is also created by. Saw filters P, 12. In this case, the control pulses are formed with a delay, which leads to the fact that the memory blocks 33, 34 fix the position of the scanning plane also with a delay. FIG. A graph is shown for which, with the same time delay, the error of spatial fixation of the position of the scanning plane changes with the sinusoidal scan law, i.e. there is a dynamic measurement error. With the linear law of scanning, the error of spatial fixation of the position of the scanning plane does not change, i.e. a systematic error occurs, which can be taken into account when calibrating the device. The formation of the first control signal when scanning in one direction, and the second control signal when scanning in the opposite direction on. The control system significantly reduces the dynamic measurement error, since with one scanning direction the error has one sign, with changing the scanning direction, the error has the opposite sign (Fig. 36).

При усреднении двух результатов измеренн  погрешности , в значительной мере компенсируют друг друга, так как имеют разные знаки, хот  абсолютна  величина каждой КЗ них измен етс  в зависимости от величины рабочего отрезка контролируемого объектива. Синусоидальный закон сканировани  осуществить значительно проще, чем линейный прн осуществлении которого уменьшаетс  быстродействие устройства.When averaging the two results, the measured errors significantly compensate each other, since they have different signs, although the absolute value of each short circuit varies with the size of the working segment of the lens being monitored. The sinusoidal scanning law is much easier to implement than the linear one, the implementation of which reduces the speed of the device.

При линейном законе сканировани  испюльзуетс  датчик положени  с линейной передаточной характеристикой и цифровым выходом. Блоки 33, 34 запоминани  выполн ютс  в виде буферных регистров, блок 35 усреднени  выполн етс  в виде цифровогоWith a linear scanning law, a position sensor with a linear transfer characteristic and a digital output is sprayed. The storage units 33, 34 are executed as buffer registers, the averaging unit 35 is executed as digital

сумматора, а блок 36 экстремума выполн етс  в виде дешифратора, формирующего импульсный сигнал при достижении блоком 34 сканировани  граничного (крайнего) положенин .an adder, and an extremum block 36 is performed as a decoder that generates a pulse signal when the scanner 34 reaches the boundary (extreme) position.

Следует отметить, что формирование двух управл ющих сигналов, считывание двух результатов измерени  с их последующим усреднением, позвол ет измер ть рабочие отрезки объективов, характеризующихс  различным качеством изображени , так как расширение расфокуснровочной кривой дл  высокой пространственной частоты с одновременным уменьшением максимального значенн  при ухудщении качества изображени , измен ет промежуточные результаты измерени  при формировании каждого из двух управл ющих импульсов, однако их среднее значение не измен етс .It should be noted that the formation of two control signals, the reading of two measurement results with their subsequent averaging, allow measuring the working lengths of lenses characterized by different image quality, since the expansion of the out-of-focus curve for high spatial frequency with a simultaneous decrease in the maximum value , changes the intermediate measurement results when forming each of the two control pulses, but their average value does not change Is.

Фиг.FIG.

. .. .

тt

Е7Е7

3737

3 5Э3 5E

t-rt-r

адhell

44Напр . ска ни p.44Nap. ski p.

uioaii &iowZ ли out t йиошгuioaii & iowZ li out t jewel

Atou Atout3 utoui Ai/mu3Atou Atout3 utoui Ai / mu3

4f(jw3 tow4f (jw3 tow

T-/T- /

Motat 6toui4UJ/oaijMotat 6toui4UJ / oaij

ЛИош1 й11ошЧЛИош1 й11ошЧ

&иошЧ& josh

&touitt uteuii& touitt uteuii

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧЕГО ОТРЕЗКА ОБЪЕКТИВОВ, содержащее оптически связанные источник света, конденсор, тест-объект, оптику переноса изображения тест-рбъекта в плоскость анализа, диск анализатора с растром; при-; вод диска анализатора, фотоприемник,' блок выделения информационных сигналов с двумя выходами, блок сканирования изображения тест-объекта вдоль оптической оси оптической системы с дополнительным приводом, вход блока выделения информационных сигналов подключен к фотоприемнику, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения производительности измерений, оно снабжено двумя фильтрами ^Хнижних частот, блоком формирования управляющих сигналов, преобразователем положения, двумя блоками запоминающими, блоком усреднения, блоком экстремума, индикатором, ’ первый и второй информационные входы блока формирования управляющих сигналов подключены к выходам фильтров нижних частот, входы которых подключены к первому и второму выходам блока выделения информационных сигналов, преобразователь положения связан с блоком сканирования, выход преобразователя положения соединен с информационными входами блоков запоминающих, выходы которых соединены с входами блока усреднения, выход которого соединен с информационным входом инди катора, вход блока экстремума подключен к выходу преобразователя положения, выход соединен с первыми входами блоков запоминания, третьим входом блока формирования управляющих сигналов и первым управляющим входом индикатора, второй управляющий вход которого подключен к первому управляющему выходу блока формирования управляющих сигналов, второй и третий управляющие выходы которого соединены соответственно с вторыми управляющими входами блоков запоминания.1. DEVICE FOR MEASURING THE WORKING CUT OF OBJECTS, containing optically coupled light source, condenser, test object, optics for transferring the image of the test object to the analysis plane, analyzer disk with raster; at-; disk drive of the analyzer, a photodetector, an information signal extraction unit with two outputs, a test object image scanning unit along the optical axis of the optical system with an additional drive, an information signal extraction unit input is connected to a photodetector, characterized in that, in order to expand the range and increase measuring performance, it is provided with two filters ^X lowpass unit generating control signals, transducer position, two mass storage units, an averaging unit, bl extremum com, indicator, 'the first and second information inputs of the control signal generating unit are connected to the outputs of the low-pass filters, the inputs of which are connected to the first and second outputs of the information signal extraction unit, the position converter is connected to the scanning unit, the output of the position converter is connected to the information inputs of the blocks storage, the outputs of which are connected to the inputs of the averaging block, the output of which is connected to the information input of the indicator, the input of the extremum block is connected to the output of the position converter, the output is connected to the first inputs of the memory blocks, the third input of the control signal generation unit and the first control input of the indicator, the second control input of which is connected to the first control output of the control signal generation unit, the second and third control outputs of which are connected respectively to the second control entrances of blocks of memorization. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок сканирования выполнен в виде цилиндра, ось вращения которого не совпадает с его геометрической осью, а по» верхность цилиндра выполнена зеркальной, преобразователь положения состоит из сельсин-датчика, сельсин-приемника, генератора, синхронного детектора и фазовращателя, выход генератора соединен с управляющим входом сельсин-датчика и входом фазовращателя, выход которого сое-, динен с управляющим входом синхронного детектора, информационный вход которого подключен к выходу сельсин-приемника, вход которого подключен к выходу сельсиндатчика.2. The device according to π. 1, characterized in that the scanning unit is made in the form of a cylinder, the axis of rotation of which does not coincide with its geometric axis, and the cylinder surface is mirrored, the position transducer consists of a selsyn sensor, a selsyn receiver, a generator, a synchronous detector and a phase shifter, the generator output is connected to the control input of the synchro sensor and the input of the phase shifter, the output of which is connected to the control input of the synchronous detector, the information input of which is connected to the output of the synchro-receiver, the input of which By connecting the output selsindatchika. 3. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок формирования управляющих сигналов состоит из делителя, компаратора, триггера, двух формирователей и узла задержки, выход делителя соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен с входами формирователей, выходы которых являются вторым и третьим управляющими выходами блока, выход второго формирователя соединен с входом узла задержки, выход которого является первым управляющим выходом блока, вход делителя, второй вход компаратора и вход установки нуля триггера являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока.3. The device according to π. 1, characterized in that the control signal generating unit consists of a divider, a comparator, a trigger, two formers and a delay unit, the output of the divider is connected to the first input of the comparator, the output of which is connected to a counting input of the trigger, the output of which is connected to the inputs of the formers, the outputs of which are the second and third control outputs of the block, the output of the second driver is connected to the input of the delay node, the output of which is the first control output of the block, the input of the divider, the second input of the comparator and the input is set ki latch are zero respectively the first, second and third inputs of the block. SU .... 1049768SU .... 1049768