|
|
|
|
|
|
||
Процесс юстировки в общем случае можно разделить на следующие операции:
1. Юстировка в параллельных пучках.
В параллельных пучках лучей юстируются зеркально-призменные системы и телескопические силовые системы. При юстировке производится ориентация направления лучей, а также направления оптических осей, визирных линий, устранение поворотов изображений.
Изменение направления лучей производится поворотом зеркально-призменных систем с нечетным числом отражений, поворотом телескопических систем вокруг осей, перпендикулярных оптической оси, вращением оптических клиньев вокруг оптической оси.
Направление оптических осей изменяется взаимным поперечным смещением линз телескопической системы.
Направление визирных линий (проходящих через центр объектива и середину сетки) юстируется смещением сетки или объектива друг относительно друга.
Поворот изображения устраняется наклоном зеркально-призменных систем.
2. Юстировка в сходящихся пучках лучей.
В сходящихся пучках лучей осуществляются операции фокусировки на резкость, устранения параллакса путем продольного перемещения силовых оптических деталей, центрировки изображения в поле зрения путем поперечного смещения силовых деталей и поворота отражающих деталей, юстировки размера и положения выходных зрачков.
При юстировке выходных зрачков и центрировке изображения используют одни и те же детали. Поэтому юстировка выходных зрачков может нарушить центрировку изображения.
Вследствие этого при юстировке зрачков необходимо контролировать центрировку изображения и возникшее нарушение центрировки устранять поворотом отражающих оптических деталей.
В сходящихся пучках лучей также юстируется наклон изображения к оптической оси путем наклона отражающих оптических деталей вокруг оси, параллельной либо перпендикулярной оптической.
3. Юстировка системы освещения.
При юстировке систем освещения производится фокусировка источника излучения. В системах освещения по схеме Келлера источник излучения фокусируется в плоскости входного зрачка. Размер изображения источника должен быть не меньше размера зрачка. Этим обеспечивается полное заполнение апертуры. Ось системы освещения должна совпадать с осью оптической системы.
4. Юстировка качества изображения (КИ).
При юстировке КИ контролируются напряжения в оптических деталях с помощью поляризационной установки. Напряжения устраняются регулировкой степени зажатия ОП при креплении.
Регулировкой степени зажатия устраняют видимые дефекты дифракционного изображения светящейся точки (ассиметрия колец, деформация ядра изображения).
Наблюдаемое при юстировке аномальное распределение света в кольцах дифракционного изображения светящейся точки, рассеянный свет может свидетельствовать об ошибках сборки или комплектации:
вследствие чего нарушена коррекция аберраций;
Понижение качества изображения может возникнуть вследствие погрешности центрировки линз либо нарушения центрировки пучков лучей вследствие косого хода главных лучей через оптическую систему, вызывающего децентрировку изображения зрачков и люков относительно оптической оси, их виньетирование и понижение разрешающей способности по мире Фуко.
Причиной понижения качества изображения может быть нарушение осевых расстояний между линзами, возникающее из-за погрешностей толщин линз и размеров механических деталей ОП.
5. Юстировка зеркально-призменных систем
Юстировка зеркально-призменных систем (ЗПС) зависит от расположения их по ходу лучей. ЗПС могут располагаться:
- в параллельных пучках лучей;
- в сходящихся пучках лучей.
Юстировка призм в параллельных пучках лучей сводится к ориентации отражающих поверхностей зеркал или граней призм относительно оптической оси. Операция выполняется с помощью автоколлиматора, либо путем контроля положения и ориентации по наклону в поле зрения ОП.
Призмы, расположенные в сходящихся пучках, должны юстироваться одновременно в параллельном и сходящемся пучках, т.к. в сходящемся пучке на положение изображения влияют наклон отражающих граней призм.
При юстировке в параллельном пучке достигается центрировка и ориентация по наклону изображения в поле зрения.
При юстировке в сходящемся пучке лучей достигается центрировка выходного зрачка, устраняется его виньетирование при сохранении центрировки, ориентации изображения и резкости изображения в поле зрения.
Для юстировки зеркал и призм одновременно в параллельном и сходящемся пучках можно воспользоваться разрезными или бифокальными линзами-приблизителями, устанавливаемыми на объективы коллиматоров. Через полулинзы проходит половина коллимированного пучка, превращающегося в сходящийся или расходящийся пучок. Другая часть коллимированного пучка проходит через свободную часть отверстия оправы полулинзы без изменений.
Аналогичное разделение коллимированного пучка происходит в бифокальных линзах, одна половина которой выполняется афокальной.
Юстировку зеркально-призменных систем, расположенных в сходящемся пучке лучей, на практике производят с помощью центрированных диафрагм, соосных с оптической осью.
Во всех упомянутых способах контролируют центрировку и ориентацию изображения в поле зрения и одновременно форму размер и центрировку выходного зрачка. Одновременный наклон и перемещение призм позволяет достигнуть центрировки изображения в поле зрения и номинального значения размера и формы выходного зрачка. Однако контроль юстировки поля зрения и выходного зрачка в традиционной технологии выполняются раздельно, что является недостатком.
6. Юстировка источников и приемников излучения фотоэлектрических устройств.
В фотоэлектрических устройствах используются различные источники видимой ультрафиолетовой и инфракрасной областей.
Источники, излучающие потоки, наблюдаемые визуально, юстируются в зависимости от вида используемого приемника излучения (ПЛЭ).
ПЛЭ, принимающие энергию всего лучистого потока, располагаются в выходном зрачке, и изображение источника излучения должно совпадать с плоскостью выходного зрачка. Контролируется визуально по экранчику, помещаемому в выходной зрачок, либо по сигналу ПЛЭ, устанавливаемого в плоскость выходного зрачка.
ПЛЭ, обладающие чувствительностью к элементарным составляющим лучистого потока, (передающие распределение освещенности в изображении) располагаются в плоскости изображений. Источник излучений в этом случае проецируется в главную плоскость объектива, образующего изображение освещаемого объекта. В этом случае объект будет освещен равномерно.
Контроль совмещения изображения источника излучения с главной плоскостью объектива может быть осуществлен пространственной модуляцией излучения до главной плоскости объектива и резонансным усилителем, настроенным на частоту модуляции излучения, подключенным к ПЛЭ, принимающего излучение.
При совмещении изображения источника излучения с главной плоскостью объектива модуляция потока излучения за объективом прекратится, и сигнал на выходе усилителя будет стремиться к нулю.
Операция центрировки источника излучения видимого глазом излучения
(с l max = 0,4 - 0,7мкм) осуществляется визуально: путем наклона излучателя вокруг осей, перпендикулярных оптической оси и перемещения вдоль этих осей добиваются совмещения центров изображения источника и центра выходного или входного зрачков, либо центра изображения предмета.
Источники в невидимой области излучения юстируются по индикатрисе излучения источника, а контролируют по пространственной характеристике сигнала ПЛЭ, совмещая максимум характеристики с центром зрачка (входного или выходного). При этом ПЛЭ надо поместить перед объективом или вместо объектива и совместить центры ПЛЭ и объектива или зрачка.
Наклоняя и перемещая источник поперек оси, добиваются максимума излучения на выходе ПЛЭ.
Юстировка ПЛЭ может быть совмещена с юстировкой источника излучения, либо производиться предварительно до установки в ОП излучателя. В первом случае операции юстировки ПЛЭ совпадают с операциями юстировки источников излучения с той разницей, что при юстировке устанавливают штатный ПЛЭ, предусмотренный схемой и конструкцией ОП.
Во втором случае на ПЛЭ, установленный в ОП или в оптический узел с помощью вспомогательного осветительного устройства, адекватного по своим параметрам штатному, направляют излучение или проецируют изображение (предмета, теста и т.п.). С приемника снимают характеристики сигнала или получают структуру изображения. Изменением относительного положения ПЛЭ и оптической системы добиваются номинальных значений параметров сигнала либо структуры изображения.
ПЛЭ, работающие в невидимой области спектра, можно юстировать в видимой области спектра с визуальной индикацией фокусировки и центрировки, но производя перерасчет плоскости изображения, углов отклонения или других параметров, с учетом разности показателей преломления видимой и невидимой (инфракрасной, ультрафиолетовой) областей спектра и вводя соответствующие поправки на продольное положение оптических элементов.
7. Юстировка выходных параметров ОП.
Завершающими операциями юстировки ОП являются операции, обеспечивающие получение выходных параметров, соответствующих номинальным.
Выходные параметры (ВП) ОП зависят от назначения, схемы, принципа действия, конструкции. Наиболее распространенными ВП согласно общим техническим условиям на ОП являются:
- диоптрийная наводка,
- параллакс,
- поворот изображения,
- размеры, форма выходных зрачков,
- межокулярное расстояние бинокулярных ОП,
- параллельность осей бинокулярных ОП,
- светопропускание и процент виньетирования.
Все эти операции наряду с операциями промежуточной юстировки отдельных узлов подробно будут рассмотрены в 3-ей главе настоящего учебного пособия.