Дискретный измеритель смещения светового пятна от оси визирования

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рц 947639(61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 737781 (22) Заявлено 2701,81 (21) 3238826/18-28 1 И) М. Кп. с присоединением заявки М 6"01 В 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторизобретения А.Д.Голяков ТЕИНЧ 1 С,в,я 1) Заявитель 1,54 ЕРИТЕЛЬ СМЕЩЕНИЯА ОТ ОСИ ВИЗИРОВАН ДИСКРЕТНЫЙ И СВЕТОВОГО ПЯ 2 юктаоары кри мер пар Изобретение относится к фотоэлектрическим измерителям смешения светового луча с оптической оси и может быть использовано в циФровых фотоэлектрических следящих системах, также в сканирующих системах, в к ординаторах цели.По основному авт.св. Р 737781, известен дискретный измеритель смещения светового пятна от оси визирования, состоящий из фотоприемника с квадратной светочувствительной поверхностью, электронного коммутатора, ререрсивных счетчиков и. соединенных с их входами логических схем синхронизации, фотоприемника с прямоугольной светочувствительной поверхностью, расположенного на .,одной прямой, параллельной одной иэ координатных осей с фотоприемником с квадратной светочувствительной поверхностью, блока логики, входы которого соединены с выхода.ми фотоприемников, а выходы - с входами соответственно электронного коммутатора и логических схем синхронизации, и 2 И оптически связанных каскадов отклонения светового луча, каждый из которых выполнен из кристалла с двойным лучепреломлением, и электрического переклчателя, подключенного к выходу элеронного коммутатора, направлениеотклонения светового луча у всехпервых кристаллов в каждой паре сов"падает с одной из координатных осей,а у вторых кристаллов - с другойкоординатной осью, а толщина каждой пары кристаллов с двойным лучепреломлением выбрана из условия1 ч-И 1Т =2 Т,где Т 1 - толщина первой и с 15 таллов. 1 Ы 1. 2 " М - ноыкристаллОв 13.Недостатком известного дисректного измерителя являются низкиефункциональные возможности, таккак он. неработоспособен в случае,когда он установлен на подвижном основании или при измерении координатсветового пятна, которое совершаетдвижение со скоростью, превьхцаюцейЬ 7 Тх, где Ь - шаг дискретизации,емя измерения второй коорднаты, так как после измерения однойиз координат световое пятно, перемещаясь в поле зрения измерителя,прекращает засветку фотоприемникас прямоугольной светочувствительнойповерхностью до момента появления сигнала с Фотоприемника г квадратной светочувствительной поверхностью. В результате этого работа измерителя прекращается.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что он снабжен блоком памяти, вход которого подключен к четвертому выходу блока логики, а выход - к входу записи реверсивного счетчика одной из координат, а вход установки нуля последнего соединен с пятым выходом блока логики.На Фиг.1 представлена Функциональная схема измерителя; на Фиг.2 пример размещения Фотоприемников; на фиг.З - пример выполнения блока логики при М =4 .Измеритель содержит блок 1 из 2 М оптически связанных каскадов отклонения светового луча, включающий набор кристаллов 2-5 с двойным лучепреломлением и электрооптические переключатели 6-9. Все первичные кристаллы в каждой паре кристаллов с двойным лучепреломлением имеют направление отклонения светового луча, совпадающего с осью У, а вторые - с осью Х. Толщина каждой пары кристаллов выбрана из условияи.:2 М-+" Ту Угде Т - толщина первой пары кристаллов; 1, 2,М - номер пары кристаллов.Все электрооптические переключатели 6-9, работающие на основе продольного электрооптического эффекта Покельса, связаны через электронный коммутатор 10 с источником 11 питания. Электронный коммутатор 10состоит нз ключей 12-15, которыесвоими входами подключены к блоку 16 логики. Входы блока 16 логики соединены с Фотоприемниками 17 и18 и генератором 19 импульсов, а выход - с входами логических схем 20 и 21 синхронизации реверсивных счетчиков 22 и 23, с вхбдом блока 24 памяти и входом установки нуля реверсивного счетчика 23. Выход блока 24 памяти связан с входом записи реверсивного счетчика 23. Блок 24 памяти представляет собой,в общем случае, диодную матрицу. Фотоприемники 17 и 18 расположены на одной прямой, параллельной оси Х, на расстоянии У=2 . д, где д шаг дискретизации светового пятна, определяемый из выражения дР Ч, причем Р - толщина кристалла с двойным лучепреломлением, аЧ - угол между обыкновенным и% . необыкновенными лучами. Фотоприемник 18 имеет квадратную светочувствительную поверхность, а фотоприем 5 10 15 ник 17 - прямоугольную светочувствительную поверхность, а фотоприемник 17 - прямоугольную поверхность,Блок 16 логики (фиг.3) содержит два логических блока 25 и 26, выходы которых связаны с электроннымкоммутатором 10 и логическими схемами 20 и 21 синхронизации, Логический блок 25 состоит из триггеров 27-31 и элементов И 31-35, Единичные выходы триггеров 28-31 логического блока 25 через ключи К-К4 подключены к электрооптическим переключателям П, -П, за которыми расчположены кристаллй с двойным лучепрелокпением, отклоняющие световой луч в направлении У. Единичные выходы триггеров логического блока 26подключены через ключи К-КХ кэлектрооптическим переключателямП-П, за которыми расположены кристаллы с двойным лучепреломлением,отклоняющие световой луч в направлении Х. Элементьз ИЛИ-НЕ 36, И 37.,линия 38 задержки, дифференцирующаяцепочка 39 и элемент 40 ИЛИ-НЕ связаны с Фотоприемниками 17 и 18. Элементы И 37 и ИЛИ-НЕ 40 подключенык логическим блокам 25 и 26. Дйфференцирующая цепочка 39, триггер41, дифференцируищая цепочка 42 илиния 43 задержки соединены после,довательно. Выход триггера 41 под,ключен к входу элемента ИЛИ-НЕ 40и входу элемента ИЛИ-ГГ 36, выходдифференцирующей цепочки 42 - квходу установки нуля реверсивногосчетчика 23, триггерам 27-31 и ксхеме 21 синхронизации, а выходлинии 43 задержки - к входу блока 40 24 памяти и входу триггера 41. ЕслиМ=4 и начало координат совпадаетс центром поля измерений, тогдаблок 24 памяти соединяет блок 16логики с последним разрядом ре версивного счетчика 23.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии в реверсивныхсчетчиках 22 и 23 введен цифровойО эквивалент, равный 2 М-" импульсов,причем к входам реверсивных счетчиков 22 и 23 подключены шинн вычитания логических схем 20 и 21 синхронизации. Триггер 27 логического бло ка 25 находится в единичном состоянии, а триггеры 28-31 и 41 - в нулевом состоянии. Состояние триггеровлогического блока 26 аналогично.Пусть световое пятно находитСя в точке А с координатами Х и У (Фиг. 2),С фотоприемников 17 и 18 сигнал равеннулю. С приходом первого импульса отгенератора 19 элемент И 35 открывадтся. Этот импульс переводит триггер 27 в нулевое состояние. Сигнал65 перехода из единичного состоянияе нулевое переводит триггер 28 в единичное состояние, что вызывает срабатывание клкча Ки к электро 4оптическому переключателю 11 прикладывается напряжение источйика 11 питания. Нг выхсде электрооптического переключателя П 4 образУется луч, поляризованный йод углом 90 О относительно направления поляризации первоначального луча. В результате этого луч света, пройдя через кристалл с двойным лучепреломлением (1=4) как необыкновенный луч,смещается вниз относительно своего первоначального положения на величину шагг дискретизации д, а из реверсивного счетчика 23 происходит вычитание одной единицы. С приходом второго импульса триггер 27 переходит в единичное состояние. Сигнгл перехода триггера 27 из нулевого состояния в единичное, пройдя элемент И 32, переводит триггер 29 в единичное состояние. Ключ К срабатывает, и к электро- оптическому переключателю П прикладывгется напряжение источйикг 11 питания. На выходе электрооптического переключателя П 1 образуется3о луч, поляризованный под углом 90 относительно поляризации первоначального луча. В результате этого луч света, пройдя кристалл с двой ным преломлением (1=3) как необыкновенный луч, а через, кристалл (1=4) как обыкновенный луч, отклоняется от первоначального положения на величину 2 О. При этом из реверсив ного счетчика вычитается единица ЛналэГичный процесс продолжается до прихода восьмого импульса. Реверсивный счетчик 23 переходит в нулевое состояние, Логическая схема 40 21 синхронизации подключает к реверсивному счетчику 23 шину сложения. Далее процесс продолжается до момента засветки фотоприемника 18, Сигнал с фотоприемниКа 18 посту 45 пает на элемент И 37 и на линию 38 задержки. Сигнал с выхода линии 38 задержки отстает от сигнала наф ее входе нг промежуток времени, который меньше периода следования импульсов с генератора 19. Сигнал с выхода линии задержки поступает на элемент ИЛИ-НЕ 40. Элемент й 35 закрывается, прекращая доступ сигналов с генератора 19 импульсов на логический блок 25 и реверсивный счетчик 23, а элемент Л 37 открывается, и сигналы с генератора 19 импульсов начинают поступать в.логический блок 26, где происходит процесс, аналогичный рассмотренному. Предположим, 60 что до моментазасветки фотоприемника 17 световое гятно сместилось со светочувствительной поверхности фо,топриемника 18. В результате этого элемент И 37 закрылся, и тем садним прекратилось поступление импульсовг логический блок 26 и реверсивныйсчетчик 22. На выходе диАференцирующей цепочки 39 появился импульс,который перевел триггер 41 в единичное состояние. Сигнал на выходе триггера 41 поступает на элементы ИЛИ-НЕ40 и 36 и на дифференцирукщую цепочку 42 На выходе дифференцирующейцепочки 42 Формируется сигнал, который переводит реверсивный счетчик23 в нулевое состояние, схему 21синхронизации и триггеры 27-31 - висходное состояние и поступает налинию 43 задержки. Сигнал с выходалинии 43 задержки поступает наблок 24 памяти и триггер 41. Из блока 24 памяти в реверсивный счетчик23 вводится цифровой эквивалент,равный 2 импульсов. Триггер 41переходит в нулевое состояние. Врезультате этого сигнал с выходаэлемента ИЛИ-НЕ 40 открывает схему И 35. С генератора 19 начинаютпоступать импульсы в логическийблок 25 и в реверсивный счетчик 23до момента засветки фотоприемника18. В этот момент времени в реверсивном счетчике 22 имеется информация, которая отличается от исходной.Поэтому процесс определения координаты Х продолжается, а не начинается от исходного состояния. В моменты засветки фотоприемника 17 элемент И 37 прекращает доступ сигналов с генератора 19 импульсов на логический блок 26. В реверсивных счетчиках 22 и 23 имеется информация окоординатах светового пятна в данный момент времени. Знак отклонениясветового пятна от оси визированияопреДеляется по состоянию логических схем 20 и 21 синхронизации.Таким образом; при снабжении измерителя блоком памяти, включеннымв цепь измерения перемещения по одной из координат и соединения реверсивного счетчика последней с бло-:ком логики, расширяются Функциональные возможности измерителя.формулг изобретенияДискретный измеритель. смещениясветового пятна от оси визированияпо авт,св.: Р 737781, о т,л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,он снабжен блоком памяти, вход которого подключен к четвертому выходублока логики, а выход - к входу записи реверсивного счетчика однойиз координат, а вход установки нуля последнего соединен с пятым выходом блока логики.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 737781, кл. 6 01 В 11/001976.4/5 роектная ал ППП "Патентф, г.Ужгород Заказ 5614/62 БНИИПИ Гос ло делам 113035, Мо