×
22.08.2018
218.016.7e37

ЦИФРОВОЙ КОЛЛИМАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002664542
Дата охранного документа
20.08.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения. Цифровой коллиматор включает оптически связанные осветитель, тест-объект, объектив, светоделитель и передающий объектив. В качестве тест-объекта использован модуль цифрового микрозеркального устройства. Светоделитель и передающий объектив расположены между тест-объектом и объективом, при этом осветитель оптически связан с тест-объектом посредством указанного светоделителя, который расположен под углом к оптической оси цифрового коллиматора таким образом, что отражённый от повёрнутых микрозеркал цифрового микрозеркального устройства световой поток, распространяется вдоль оптической оси цифрового коллиматора или в сторону. Технический результат заключается в упрощении конструкции и сокращении продолжительности контрольно-юстировочных операций цифрового коллиматора. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, а именно к контрольно-юстировочным приборам, используется для юстировки, контроля, измерения частотно-контрастных характеристик, определения элементов внутреннего ориентирования оптико-электронных приборов, а также оптико-электронных приборов, работающих в режиме временной задержки накопления (ВЗН).

Известен коллиматор [1], состоящий из расположенных на одной оси объектива, в фокальной плоскости которого помещен тест-объект, и осветителя. Осветитель состоит из источника излучения, конденсора и матового стекла. Тест-объект представляет собой полупрозрачную плоскопараллельную пластинку из оптического стекла, на поверхность которой нанесен рисунок. Размер и форма рисунка тест-объекта (точка, перекрестие, линейные или угломерные шкалы, штрихи, цифры и т.п.) выполняются для каждого применения отдельно.

Известный коллиматор не позволяет в процессе измерений изменять форму и размер рисунка тест-объекта, что необходимо для контроля оптико-электронных приборов с различными конфигурациями, характеристиками объектива, размерами пикселя, расположения фотоприемника и режимом ВЗН. Кроме этого коллиматор не позволяет осуществлять непрерывное изменение контраста в процессе контроля, что сказывается на продолжительности и трудоемкости процесса определения частотно-контрастных характеристик контролируемых оптико-электронных приборов.

Наиболее близким по технической сущности является прибор для контроля параметров оптико-электронных систем [2], содержащий последовательно расположенные на оптической оси объектив и держатель для размещения тест-объекта, а также систему подсветки. Система подсветки содержит два блока ламп, по три в каждом, установленных симметрично относительно оптической оси объектива с возможностью поблочного их включения. Хотя бы между одной из ламп и держателем для размещения тест-объекта установлены рассеиватель и ослабитель светового потока. Между объективом и контролируемой оптической системой может быть дополнительно введен ослабитель в виде нейтрального светофильтра. Это обеспечивает возможность создания широкого диапазона нормированных освещенностей в плоскости тест-объекта.

Известный прибор не позволяет в процессе контроля изменять форму и размер рисунка тест-объекта без замены тест-объекта, что необходимо для контроля оптико-электронных приборов с различными конфигурациями, характеристиками объектива, расположения фотоприемника и режимом ВЗН. Прибор позволяет формировать ограниченное число значений нормированных освещенностей тест-объекта за счет введения в оптическую схему прибора дополнительных компонентов в виде блоков ламп, ослабителей светового потока, рассеивателей, что усложняет конструкцию прибора, придает ему громоздкость и неудобство в эксплуатации.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей, упрощение конструкции и снижение продолжительности контрольно-юстировочных операций за счет возможности изменения формы, размера и контраста рисунка тест-объекта.

Для решения поставленной задачи предложен цифровой коллиматор, включающий оптически связанные осветитель, тест-объект и объектив, новым является то, что в качестве тест-объекта использован модуль цифрового микрозеркального устройства, выход которого предназначен для подключения к компьютеру, содержит светоделитель и передающий объектив, расположенные между тест-объектом и объективом, при этом осветитель оптически связан с тест-объектом посредством указанного светоделителя, расположенного под углом к оптической оси цифрового коллиматора.

Использование в качестве тест-объекта модуля цифрового микрозеркального устройства, электрически связанного с компьютером, позволяет формировать любую форму, размер и контраст рисунка тест-объекта. Это делает его универсальным, позволяет экспериментально подобрать наилучший вид рисунка тест-объекта, который будет полностью соответствовать решаемой задаче. Поскольку нет необходимости в замене одних компонентов прибора на другие, то это позволяет снизить продолжительность и трудоемкость процесса определения частотно-контрастных характеристик контролируемых оптико-электронных приборов. Использование светоделителя позволяет расположить осветительный и проекционный каналы перпендикулярно друг другу, что упрощает конструкцию. Использование передающего объектива в цифровом коллиматоре позволяет расширить диапазон возможных размеров рисунка тест-объекта, получить изображение рисунка тест-объекта требуемого разрешения, соответствующего контролируемым оптико-электронным приборам.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображена принципиальная оптическая схема цифрового коллиматора.

Цифровой коллиматор включает оптически связанные осветитель 1, тест-объект 2 и объектив 3. Между тест-объектом 2 и объективом 3 расположен светоделитель, выполненный в виде полупрозрачной пластинки 4, и передающий объектив 5. Осветитель 1 включает источник света 6, конденсор 7 и матовое стекло 8. Осветитель 1 оптически связан с тест-объектом 2 посредством полупрозрачной пластинки 4, установленной под углом к оптической оси цифрового коллиматора. Осветитель 1 установлен перпендикулярно оптической оси цифрового коллиматора и располагается так, что формирует изображение источника света 6 во входном зрачке системы, включающей передающий объектив 5 и объектив 3.

В качестве тест-объекта 2 использован модуль цифрового микрозеркального устройства, например DLP LightCrafter 4500 [3], включающий: цифровое микрозеркальное устройство, систему охлаждения, плату управления, содержащую контроллер, флеш-память, схему управления питанием и др. Цифровым микрозеркальным устройством (Digital Micromirror Device - DMD) является массив подвижных микрозеркал, установленных в ячейках памяти КМОП-матрицы. Микрозеркала способны поворачиваться на угол ±α относительно их положения покоя (плоское) Модуль цифрового микрозеркального устройства электрически связан с компьютером 9, таким образом, пользователь может управлять положением каждого микрозеркала в отдельности.

Полупрозрачная пластинка 4 расположена под углом к оптической оси цифрового коллиматора. Например, для угла поворота микрозеркал цифрового микрозеркального устройства α=12° полупрозрачная пластинка будет располагаться под углом 67° к оптической оси цифрового коллиматора. Использование полупрозрачной пластинки 4 позволяет расположить осветительный и проекционный каналы перпендикулярно друг другу, что упрощает конструктивную реализацию цифрового коллиматора.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают контролируемый оптико-электронный прибор перед цифровым коллиматором так, чтобы его оптический канал оказался напротив выходного зрачка объектива 3.

Исходя из параметров контролируемого оптико-электронного прибора (оптических характеристик объектива и размера пикселя приемника) пользователь задает форму, размер и контраст тест-объекта 2 в специальном программном обеспечении при помощи компьютера 9. Задавать форму, размер и контраст рисунка тест-объекта 2 при необходимости можно также в процессе работы с цифровым коллиматорм. Форма, размер и контраст рисунка тест-объекта 2 определяются положением микрозеркал. Управление положением каждого микрозеркала осуществляется независимо. Микрозеркало может принимать два рабочих положения относительно плоского: «+α» и «-α», например α=12°. Если зеркало находится в положении «+α», то падающий на него световой поток, отражаясь, распространяется вдоль оптической оси цифрового коллиматора и формирует рисунок тест-объекта 2. В положении «-α» световой поток отражается в сторону. Для задания требуемого контраста изображения тест-объекта 2 световой поток модулируется микрозеркалами путем задания пользователем частоты их колебаний, т.е. перехода микрозеркал из положения «+α» в «-α» за единицу времени.

Световой поток от осветителя 1 отражается от полупрозрачной пластинки 4 и освещает тест-объект 2, являющийся цифровым микрозеркальным устройством. Матовое стекло 8 создает равномерную засветку всех микрозеркал. Световой поток, отраженный от микрозеркал тест-объекта в положении «+α», распространяется вдоль оптической оси цифрового коллиматора, проходя полупрозрачную пластинку 4, попадает в передающий объектив 5. Передающий объектив 5 уменьшает или увеличивает размер рисунка тест-объекта 2, строит изображение тест-объекта 2 в передней фокальной плоскости объектива 3. Объектив 3 проецирует изображение тест-объекта 2 в бесконечность.

Далее изображение тест-объекта 2 формируется в плоскости приемника контролируемого оптико-электронного прибора. По изображению (форме, размеру, положению, контрасту) тест-объекта 2 в плоскости приемника контролируют параметры оптико-электронного прибора.

При контроле комплексов, состоящих из нескольких разных по оптическим характеристикам оптико-электронных каналов, задавать и изменять форму, размер и контраст рисунка тест-объекта 2 можно непосредственно в процессе контроля.

При определении частотно-контрастных характеристик контролируемого оптико-электронного прибора цифровой коллиматор позволяет осуществлять в процессе контроля изменение контраста с небольшим шагом. Это позволяет сформировать большое количество значений освещенности, что расширяет его область применения. Поскольку нет необходимости в замене компонентов цифрового коллиматора, как в прототипе, то это снижает продолжительность и трудоемкость контроля.

Таким образом, цифровой коллиматор расширяет функциональные возможности, имеет упрощенную конструкцию и позволяет снизить продолжительность контрольно-юстировочных операций за счет возможности изменения формы, размера и контраста рисунка тест-объекта в зависимости от оптических и геометрических параметров контролируемых оптико-электронных приборов и решаемых задач, в том числе в процессе контроля, без замены одного тест-объекта другим, при этом значения контраста тест-объекта могут изменяться с небольшим шагом, и позволяет контролировать оптико-электронные приборы, работающие в режиме ВЗН.

Источники информации

1. Гвоздева Н.П., Коркина К.И. Прикладная оптика и оптические измерения. М.: «Машиностроение», 1976. - 383 с. С.301-304.

2. BY 11759 C1 (ОАО «Пеленг»), 30.04.2009, весь документ - прототип.

3. TI DLP® Technology and Products. http://www.ti.com/lit/pdf/dlpb010. Дата доступа 16.01.2015.

Цифровой коллиматор, включающий оптически связанные осветитель, тест-объект и объектив, отличающийся тем, что в качестве тест-объекта использован модуль цифрового микрозеркального устройства, выход которого предназначен для подключения к компьютеру, содержит светоделитель и передающий объектив, расположенные между тест-объектом и объективом, при этом осветитель оптически связан с тест-объектом посредством указанного светоделителя, расположенного под углом к оптической оси цифрового коллиматора таким образом, что отражённый от повёрнутых микрозеркал цифрового микрозеркального устройства световой поток, распространяется вдоль оптической оси цифрового коллиматора или в сторону.
ЦИФРОВОЙ КОЛЛИМАТОР
ЦИФРОВОЙ КОЛЛИМАТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 34.
27.04.2013
№216.012.3bd1

Блок питания

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к источникам питания, и может быть использовано для создания источников питания лазеров. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности и уменьшение пульсаций тока через нагрузку. Технический результат достигается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480874
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.12.2013
№216.012.91e6

Жидкостный теплоноситель-светофильтр твердотельных лазеров

Изобретение относится к лазерной технике, а конкретнее к жидкостным охлаждающим средам (теплоносителям) (ЖТС) твердотельных лазеров (например, неодимовых или гольмиевых), являющимся одновременно светофильтром для ультрафиолетового (УФ) излучения лампы накачки лазера. Оно может применяться...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503043
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.03.2015
№216.013.2fa7

Осветительная система

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к лазерным осветительным устройствам. Осветительная система содержит источник лазерного излучения в виде системы n лазерных диодов, устройство формирования параллельных лазерных пучков и фокусирующий компонент. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543667
Дата охранного документа: 10.03.2015
27.03.2015
№216.013.350c

Вариообъектив

Изобретение может использоваться в видеокамере с ПЗС-матрицей. Вариообъектив содержит четыре компонента и апертурную диафрагму, расположенную перед четвертым компонентом. Первый и четвертый компоненты положительные, второй и третий отрицательные и установлены с возможностью перемещения вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545064
Дата охранного документа: 27.03.2015
20.11.2015
№216.013.8fc3

Прицел системы управления огнем

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно, к устройствам наблюдения объектов и прицеливания, а также к устройствам для наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу, и может быть использовано в системах управления огнем объектов бронетанковой техники. Прицел...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568419
Дата охранного документа: 20.11.2015
26.08.2017
№217.015.e9b7

Способ аппаратного сжатия цифрового изображения для съемочной аппаратуры сканирующего типа

Изобретение относится к области обработки изображения. Технический результат - увеличение скорости сжатия цифрового изображения. Способ сжатия цифрового изображения заключается в том, что задают значение требуемого числа бит при сжатии, значения весовых коэффициентов для различных частотных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628122
Дата охранного документа: 15.08.2017
20.01.2018
№218.016.15c1

Способ калибровки оптико-электронного аппарата и устройство для его осуществления

Способ калибровки оптико-электронного аппарата, который реализуется соответствующим устройством, заключается в том, что ориентируют оптико-электронный аппарат (ОЭА) до совмещения изображения марки коллиматора с центром кадра ОЭА, последовательно проецируют марку коллиматора в заданные точки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635336
Дата охранного документа: 10.11.2017
10.05.2018
№218.016.4362

Панкратическая система

Изобретение может использоваться в системах преобразования лазерного излучения приборов наведения. Панкратическая система состоит из трех компонентов, первый и третий компоненты которой положительные, а второй компонент – отрицательный. Первый компонент неподвижный и содержит три одиночные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649596
Дата охранного документа: 04.04.2018
01.03.2019
№219.016.ccaa

Система преобразования лазерного излучения приборов наведения

Система может быть использована в приборах наведения управляемых снарядов на цель по лазерному лучу. Система включает выходное окно модулятора лазерного излучения, расположенные на первой оси первую панкратическую систему и первый объектив, расположенные на второй оси, параллельной первой оси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002372576
Дата охранного документа: 10.11.2009
01.03.2019
№219.016.cd0f

Шарнирно-рычажный механизм для передачи вращения с постоянным передаточным отношением один к одному

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шарнирно-рычажным механизмам, и может быть использовано для передачи вращения при больших расстояниях между ведущим рычагом и выходным валом с высокой надежностью и точностью. Шарнирно-рычажный механизм содержит последовательно расположенные и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002303181
Дата охранного документа: 20.07.2007
Показаны записи 1-1 из 1.
20.01.2018
№218.016.15c1

Способ калибровки оптико-электронного аппарата и устройство для его осуществления

Способ калибровки оптико-электронного аппарата, который реализуется соответствующим устройством, заключается в том, что ориентируют оптико-электронный аппарат (ОЭА) до совмещения изображения марки коллиматора с центром кадра ОЭА, последовательно проецируют марку коллиматора в заданные точки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635336
Дата охранного документа: 10.11.2017
+ добавить свой РИД