УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛАЗЕРНОГО ДАЛЬНОМЕРА

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники, более конкретно - к устройствам контроля параметров лазерных дальномеров, а именно: непараллельности осей приемного и визирного каналов лазерного дальномера, а также несовпадения чувствительной площадки фотоприемника с фокальной плоскостью объектива приемного канала.
Известно устройство для контроля лазерного дальномера [1], содержащее объектив, сетку со штрихами, подсвечиваемыми осветителем, выполненным на основе лампы накаливания, электронную систему наблюдения, включающую матрицу фотоприемников и формирователь электронной марки, имеющий выход для подключения к монитору, и устройство фокусировки объектива с отсчетным устройством, при этом сетка со штрихами и матрица фотоприемников оптически связаны с объективом посредством первого спектроделителя. Устройство фокусировки объектива выполнено в виде резьбового соединения оправы объектива с корпусом устройства, а отсчетное устройство выполнено в виде шкалы, нанесенной на торце оправы и индекса, неподвижно закрепленного на корпусе.
Недостатками известного устройства являются значительные габаритные размеры и масса, обусловленные громоздким механизмом перемещения наиболее крупного оптического узла - объектива, а также отсутствием элементов, ломающих для оптимальной компоновки оптическую ось объектива, невысокие эксплуатационные характеристики, обусловленные использованием единого источника подсветки сетки и фотоприемника приемного канала контролируемого дальномера, что приводит к ослеплению оператора в момент прицеливания вследствие необходимости иметь мощный осветитель для подсветки фотоприемника контролируемого дальномера, и отсутствием элементов оперативной выверки коллимационной и визирной осей устройства, а также малая надежность, обусловленная использованием малоресурсной лампы накаливания в качестве источника света.
Задачей полезной модели является уменьшение габаритных размеров и массы устройства, повышение эксплуатационных характеристик и надежности устройства.
Предложено устройство для контроля лазерного дальномера, содержащее объектив, сетку со штрихами, подсвечиваемыми первым осветителем, электронную систему наблюдения, включающую матрицу фотоприемников и формирователь электронной марки, имеющий выход для подключения к монитору, и устройство фокусировки объектива с отсчетным устройством, при этом сетка со штрихами и матрица фотоприемников оптически связана с объективом посредством первого спектроделителя, первый осветитель выполнен в виде светодиода видимого спектра излучения, введены, второй спектроделитель, расположенный между объективом и сеткой со штрихами, второй осветитель, включающий светодиод инфракрасного излучения, оптически связанный с объективом с помощью второго спектроделителя, оптический компенсатор, расположенный между первым и вторым спектроделителями, плоское зеркало для излома оптической оси объектива на угол α<90°, расположенное между объективом или внутри объектива и первым спектроделителем. При этом, первый спектроделитель может быть установлен внутри объектива, устройство фокусировки выполнено в виде линзы или блока линз, установленных между матрицей фотоприемников и первым спектроделителем с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива и измерения величины перемещения, оптический компенсатор выполнен в виде афокальной оптической системы, включающей положительную и отрицательную линзы, каждая из которых установлена с возможностью перемещения в одном из направлений, перпендикулярных оптической оси объектива, причем направления перемещения линз взаимно ортогональны.
Предложенное техническое решение позволяет уменьшить габаритные размеры устройства путем применения плоского зеркала для излома оптической оси, уменьшить массу за счет упрощения системы фокусировки объектива путем перемещения не всего объектива, а одного из его компонентов, повысить эксплуатационные характеристики за счет возможности оперативной выверки устройства с помощью оптического компенсатора и применения элементов подсветки с низким энергопотреблением, повысить ресурс за счет использования в качестве элементов подсветки светодиодов, срок службы которых значительно превышает срок службы лампы накаливания, используемой в прототипе, улучшить эргономические характеристики и условия работы оператора.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фигуре изображена оптическая схема устройства для контроля лазерного дальномера.
Устройство для контроля лазерного дальномера включает в себя объектив, состоящий их компонентов 1, 2, 3, сетку 4 со штрихами, подсвеченную осветителем 5, выполненным в виде светодиода видимого излучения, электронную систему наблюдения 6, состоящую из матрицы фотоприемников, закрепленной на видеоплате формирователя электронной марки и имеющей выход для подключения к монитору. Сетка 4 со штрихами и матрица фотоприемников электронной системы наблюдения 6 оптически связаны с объективом посредством первого спектроделителя 8. Осветитель 7, включающий светодиод инфракрасного излучения, оптически связан с объективом с помощью второго спектроделителя 9. Плоское зеркало 10 для излома оптической оси объектива на угол α≤90°, расположено между компонентом 1 объектива и первым спектроделителем 8. Оптический компенсатор 11, расположенный между компонентом 3 объектива и вторым спектроделителем 9, обеспечивает оперативную выверку коллимационной оси канала подсветки ИК излучением с визирной осью канала прицеливания по сетке 4 путем согласования контрольных меток сетки 4 и координат допусковой зоны электронной сетки электронной системы наблюдения 6. Компонент 2 объектива, снабженный приводом перемещения вдоль оптической оси с отсчетным устройством величины перемещения образует устройство фокусировки. Перед электронной системой наблюдения 6 может быть установлен светофильтр 12 для защиты от посторонних засветок.
Устройство для контроля лазерного дальномера работает следующим образом. Поток излучения от осветителя 7, оптически связанного с объективом с помощью второго спектроделителя 9, пройдя через первый спектроделитель 8, отразившись от зеркала 10, формируется в параллельный пучок лучей компонентами 3, 1 объектива и попадает на чувствительную площадку ФПУ приемного канала лазерного дальномера. Спектральный диапазон светодиода ИК излучения осветителя 7 согласован по длине волны с излучением лазерного дальномера. Соотношение коэффициентов отражения для ИК области спектра и пропускания для видимой области спектра второго спектроделителя 9 выбирается таким образом, чтобы поток излучения от осветителя 7 на выходе устройства был максимальным. Отраженный от чувствительной площадки ФПУ поток излучения снова попадает во входной зрачок устройства и посредством компонента 1 объектива, зеркала 10, спектроделителя 11, компонента 2 объектива на матрице фотоприемников электронной системы наблюдения 6 создается изображение чувствительной площадки ФПУ. Полученное изображение преобразуется электронной системой наблюдения 6 в стандартный телевизионный сигнал. Видеосигнал изображения допусковой сетки формируется и вводится в видеосигнал рабочего изображения формирователем электронной марки электронной системой наблюдения 6.
Визуализация изображения чувствительной площадки ФПУ и допусковой сетки осуществляется на экране монитора. Светофильтр 12, установленный перед электронной системой наблюдения 6 служит для защиты от посторонних засветок. Для измерения величины расфокусировки чувствительной площадки ФПУ лазерного дальномера компонент 2 объектива снабжен приводом перемещения вдоль оптической оси с отсчетным устройством величины перемещения. Привод может быть выполнен, например, на базе шагового двигателя с программным управлением. Для согласования устройства с визирным каналом лазерного дальномера служит сетка со штрихами 4, подсвеченная осветителем 5. Сетка 4 со штрихами и матрица фотоприемников электронной системы наблюдения 6 оптически связаны с объективом посредством первого спектроделителя 8. Соотношение коэффициентов пропускания и отражения спектроделителя 8 для ИК области спектра может быть выбрано, например, 1:1.
Устройство для контроля лазерного дальномера предназначено для согласования визирного и приемного каналов дальномера. Контролируемый лазерный дальномер устанавливают перед устройством и совмещают его прицельную марку с контрольными штрихами сетки 4, подсвеченной осветителем 5. Затем включают осветитель 7 ИК спектра излучения и наблюдают изображение ФПУ приемного канала лазерного дальномера на фоне изображения электронной сетки, сформированных электронной системой наблюдения 6. Изображение наблюдают на мониторе, подключенном к выходу электронной системы наблюдения 6. Так как контрольные штрихи сетки 5 согласованы с координатами допусковой зоны электронной сетки, сформированной электронной системой наблюдения 6, параллельность визирного и приемного каналов лазерного дальномера определяется положением изображения приемной площадки ФПУ относительно допусковой зоны электронной сетки. Для оценки расфокусировки приемной площадки ФПУ лазерного дальномера определяют величину расфокусировки изображения ФПУ на экране монитора с помощью отсчетного устройства перемещения компонента 2 объектива и пересчитывают ее в расфокусировку приемной площадки ФПУ лазерного дальномера. Оперативная выверка коллимационной оси канала подсветки ИК излучением с визирной осью канала прицеливания по сетке 4 со штрихами осуществляется автоколлимационным методом. При этом на экране монитора одновременно наблюдаются электронная сетка электронной системы наблюдения 6 и сетка 4 со штрихами. Подвижкой компонентов оптического компенсатора 11 добиваются согласования контрольных меток сетки 4 и координат допусковой зоны электронной сетки.
Таким образом, полезная модель позволяет уменьшить габаритные размеры и массу устройства, обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик и надежности устройства.
Использованные источники информации:
1. Патент №492, BY, G01В 11/26, G02B 27/62 (прототип).