Автоматический дальномер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ж 178154 ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 3/ 51)5 6 ТЕНТНОЕ ОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ 2(46) 15.12.92. бюл, 3 Ф 4671) Ленинградский институт точной механики и оптики(56) Грейм И.А. Оптические дальномеры и высотомеры геометрического типа. М,: Недра, 1983, с. 115 - 120. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ДАЛЬНОМЕР (57) Использование: оптическое приборостроение. Сущность изобретения; автоматический дальномер состоит из проекционной Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к дальномерам;Известен автоматический дальйомер, в котором свет, пада 1 ощий на матрицы фото. детекторов, преобразооывается в цифровую форму в соответствии с максимальным выходным сигналом фотодетектора. Дальномер содержит два канала, в каждом из которых установлены последовательно объектив и фотодетектор.Недостатком данного устройства является возможность рассогласования оптических осей двух каналов относительно друг друга, что приводит к систематическим погрешностям, а гакже рассогласование места фокальной плоскости обьектива с матрицей фотодетектора, которое ведет к систематическим погрешностям измерения.Известен; втоматический дальномер,содержащий соетопроекционное приспообъ ть, соеектор и ра явля- ционноий, что ти и пося дальий оптию части, тоит и иемной пы, коние кото- бьектио стояниеетвь сои фотоВ это ОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ и приемной систем и блока обработки сигнала; проекционная система включает источник света 3, конденсатор, объектив 1 и проекционный знак 2, приемная система состоит из объектива 4 и приемника 5 излучения, связана выходом с блоком обработки сигнала. Новым является жесткое соединение приемника с объективом приемной системы, расположение проекционного знака в главной плоскости обьектива проекционной системы, расположение плоского зеркала на половине фокусного расстояния объективов, а также введение дополнительных пентагональных отражателей с возможностью их перемещения вдоль оптической оси. 1 ил,собление, проецирующее свет на расстояние до которого надо измер топриемное приспособление. дет индикатор дальности.Недостатком данного дальноме ется несогласованность светопроек го и светоприемного приспособле вносит систематическиепогрешнос нижает точность измерений,В качестве прототипа выбирает номер дискретного вида, содержащ ческую, механическую и электронну Оптическая часть дальномера сос двух оетоей - проекционной и пр Проекционная ветвь состоит из лам денсора и диафрагмь 1, изображен рой через сйстЕмузеркал и о проецируется нэ "ппоерхность, рас до которой измеряется. Приемная о стоит из объектива, системы зеркал электронного умножителя (ФЭУ),10 15 20 30 35 Ось этого пучка образует с осью падающего 40 на поверхность объекта пучка угол е, зависящий от базы В. Положение вторичного изоЦ=ЩЕ 4=г Вт 4 где- измеряемое расстояние;В - база дальномера, Величина ц автоматически измеряется с55 помощью электронной схемы, В автоматическом дальномере оптичедальномере измерительное устройство выполнено в виде двух плоских зеркал, перемещающихся до попадания нэ ФЭУ светового сигнала, посланного проекционной системой, после чего измерительное устройство совершает обратное движение снова до получения светового импульса нэ ФЭУ. Положение измерительного устройства в момент попадания световых импульсов на ФЭУ соответствует моментам измерения расстояний;Недостатками прототипа являются погрешности кййемэтических цепей, перемещающих измерительное устройство и перо самописца; погрешности оптической системы, в которой принципиально не исключено влияние самопроизвольного поворота перемещающихся и неподвижных зеркал, поперечного смещения объектов в зазорах оправ при изменении температуры, дефор мация, под действием вибрации от двигателей и т.п.; сложность устройства,дискретность процесса измерения расстояний:Целью изобретения является повыше ние точности измерения за счет исключениясистематических погрешностейи уйрощения конструкции дальномера.Поставленная цель достигается тем, что в автоматическом дальномере, включающем проекционную систему, состоящую из источника света, конденсора, объектива и проекционного знака, и приемную систему, состоящую из объектива и приемника излу-чения, связанного выходом с блоком обработки сигйала, позиционно-чувствительный приемник излучения установлен соосно с обьективом в его главной плоскости и жестко связан с ним, проекционный знак выполнен в виде щели и расположен в главной плоскости объектива проекционной систе мы, а на половине фокусного расстояния обьектйва установлен введенный отражающий элемент, оптически сопряженный с приемной и передающей системами,4Предлагаемая оптическая схема автоматического дальномера является нерасстраивающейся, т,е, нечувствительной к поперечному,продольному смещениям и поворотам. Это обеспечивается жестким соединением приемника излучения с объективом, расположением приемника излучения в главной плоскости объектива, применением позиционно-чувствительных приемников, расположением проекционного знака в главной плоскости объектива, жестким соединением проекционного знака с обьективом, расположением общего зеркала на половине фокусного расстояния объективов приемной и передающей систем, Кинематическая цепь из измерительной схемы полностью исключена. Это достигнуто применением позиционно-чувствительного приемника излучения, например, матрицы ПЗС, в качестве измерительного элемента. Линейный параллакс, зависящий от измеряемого расстояния, непосредственно измЕ- ряется на. позиционно-чувствительном приемнике излучения, благодаря чему упрощается обработка сигнала; исключаются погрешности коммутации и переходных процессов. Благодаря исключению систематических погрешностей, отпадает необходимость регулярной поверки дальномера,достаточно лишь едийственной регулировки при юстировке дальномера.На чертеже изображена оптическая схема автоматического дальномера,Автоматический дальномер состоит из проекционной системы, включающей обьектив 1, закрепленный на нем проекционный знак 2, систему его подсветки 3, и передающей системы. включающей объектив 4 и закрепленный на нем приемник излучения 5, а также общего зеркала 6.Автоматический дальномер работает следующим образом,Система подсветки 3 освещает проекционный знак 2, закрепленный на поверхности объектива 1. Лучи от проекционного знака 2 проходят через объектив 1, отражаются от зеркала 6 и, вновь пройдя через обьектив 1, выходят из него параллельным пучком и освещают объект, до которого измеряется расстояние, Часть отраженного от объекта пучка лучей принимается объективом 4 и после отражения от зеркала 6 строит иэобрэкение на приемнике излучения 5. бражения на позиционно-чувствительном приемнике зависит от угла г и фокусного расстояния 14 объектива 4, Расстояние этого изображения от нулевого положения, соответствующего я = О, определяется выражением ские оси передающей и приемной систем могут располагаться параллельно, перпендикулярно и лежать на одной прямой. Это, Заказ 4268 , . Тираж . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 достигается введением в оптическую схему дополнительно пентагональных отражате- . лей и соответствующим расположением зеркала.Относительная погрешность измере ния для прототипа 1 - 2 оь для расстояний 5-6 ми 0,5 6 для расстояний 1 - 2 м. Относительная погрешность измерения для диапазона измеряемых расстояний 1 - 6 м - 0,05%т,е. более чем на порядок выше относительной 10 погрешности дальномера-прототипа.формула изобретенияАвтоматический дальномер, включающий проекционную систему, состоящую из источника света, конденсора, объектива и 15 проекционного знака, и приемную систему, состоящую из объектива и приемника излучения, связанного выходом с блоком обработки сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, позиционно-чувствительный приемник излучения установлен соосно с объективом в его главной плоскости и жестко связан с ним, проекционный знак выполнен в виде щели и расположен в главной плоскости обьектива проекционной системы, а на половине фокусного расстояния объектива установлен введенный отражающий элемент, оптически сопряженный с приемной и передающей системами.