Дискретный измеритель смещения светового пятна от оси визирования

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>947639 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 737781 (22) Заявлено 270) 81 (21) 3238826/ 18-28 (51) М. Kn. с присоединением заявки ¹

6"01 В 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300782. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 300782

{Щ УДК531. 71 (088, 8) (72) Автор изобретения

А.Д.Голяков (71) Заявитель

1,54 ) ДИСКРЕТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СМЕЩЕНИЯ

СВЕТОВОГО ПЯТНА OT ОСИ ВИЗИРОВАНИЯ

Изобретение относится к фотоэлектрическим измерителям смешения светового луча с оптической оси и может быть использовано в цифровых фотоэлектрических следящих системах, а также в сканирующих системах, в ко-ординаторах цели.

По основному авт.св. 9 737781, известен дискретный измеритель смещения светового пятна от оси визировайия, 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 лучепре2 ломлением, и электрического переключателя, подключенного к выходу электронного коммутатора, направление отклонения светового луча у всех первых кристаллов в каждой паре совпадает с одной из координатных осей, а у вторых кристаллов — с другой координатной осью, а толщина каждой пары кристаллов с двойным лучепреломлением выбрана из условия

3×-r+ 1

Т,=2 Т„,,где Т1 — толщина первой пары кристаллов, 1 1, 2,...,й -, номер пары кристаллОв (1 ).

Недостатком известного дисректного измерителя являются низкие функциональные возможности, так как он. неработоспособен в случае, когда он установлен на подвижном основании или при измерении координат светового пятна, которое совершает движение со скоростью, превьхцающей °

07Тх, где d - шаг дискретизации, T - время измерения второй координаты, так как после измерения одной из координат световое пятно, перемещаясь s поле зрения измерителя, прекращает засветку фотоприемника с прямоугольной светочувствительной

947639 поверхностью до момента появления сигнала с фотоприемника r 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.3 — пример выполнения блока логики при М"4.

Измеритель содержит блок 1 из

2N 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 условия

- =2 М- + Т

1 ф I где ҄— толщина первой пары кристаллов; 1, 2,...N - 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 10 состоит нз ключей 12-15, которые своими входами подключены к блоку

16 логики. Входы блока 16 логики соединены с фотоприемниками 17 и

18 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 . d, где d шаг дискретизации светового пятна, определяемый из выражения дР.9, причем P. - толщина кристалла с двойным лучепреломлением, а угол между обыкновенным и

% . необыкновенными лучами. Фотоприемник 18 имеет квадратную светочувствительную поверхность, а @отоприем5

А0

15 ник 17 — прямоугольную светочувствительную поверхность, а фотоприемник 17 — прямоугольную поверхность, Блок 16 логики (фиг.З) содержит два логических блока 25 и 26, выходы которых связаны с электронным коммутатором 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 -К

4 подключены к электрооптическим переключателям П, -П„, за которыми расч» положены кристаллй с двойным лучепреломпением, отклоняющие световой луч в направлении У. Единичные выходы триггеров логического блока 26 подключены через ключи К"-К< к электрооптическим переключателям

П4 -П„", за которыми pBсположeHbl КрНсталлы с двойным лучепреломлением, отклоняющие световой луч в направлении X. Элементьз ИЛИ-HE 36, И 37., 25 линия 38 задержки, дифференцирующая цепочка 39 и элемент 40 ИЛИ-HE связаны с фотоприемниками 17 и 18. Элементы И 37 и ИЛИ-НЕ 40 подключены к логическим блокам 25 и 26. Дйфференцирующая цепочка 39, триггер

41, дифференцируищая цепочка 42 и линия 43 «задержки соединены после,.довательно. Выход триггера 41 под,ключен к входу элемента ИЛИ-НЕ 40 и входу элемента ИЛИ-ГГ 36, выход дифференцирующей цепочки 42 — к входу установки нуля реверсивного счетчика 23, триггерам 27-31 и к схеме 21 синхронизации, а выход линии 43 задержки — к входу блока

40 24 памяти и входу триггера 41. Если

N=4 и начало координат совпадает с центром поля измерений, тогда блок 24 памяти соединяет блок 16 логики с последним разрядом реверсивного счетчика 23.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в реверсивных счетчиках 22 и 23 введен цифровой эквивалент, равный 2 " импульсов, причем к входам реверсивных счетчиков 22 и 23 подключены шинн вычитания логических схем 20 и 21 синхронизации. Триггер 27 логического блока 25 находится в единичном состоянии, а триггеры 28-31 и 41 — в нулевом состоянии. Состояние триггеров логического блока 26 аналогично.

Пусть световое пятно находится в точке А с координатами Х и У (фиг . 2) .

С фотоприемников 17 и 18 сигнал равен нулю. С приходом первого импульса от генератора 19 элемент И 35 открыватся. Этот импульс переводит триггер 27 в нулевое состояние. Сигнал

65 перехода из единичного состояния

947639

45 е нулевое переводит триггер 28 в единичное состояние, что вызывает срабатывание клкча К и к электро4 оптическому переключателю П прикладывается напряжение источйика 11 питания. На. выхсде электрооптического переключателя П4 образуется луч, поляризованный йод углом 90О относительно направления поляризации первоначального луча. В результате этого луч света, пройдя. через кристалл с двойным лучепреломлением (i=4) как необыкновенный луч,смещается вниз отяосительно своего первоначального положения на величину шагг дискретизации d, а из реверсивноГо счетчика

23 происходит вычитание одной единицы. С приходом второго импульса триггер 27 переходит в единичное состояние. Сигнал перехода триггера

27 из нулевого состояния в единичное, пройдя элемент И 32, переводит триггер 29 в единичное состояние.

Ключ К срабатывает, и к электрооптическому переключателю П прикладывается напряжение источйика 11 питания. На. выходе электрооптического переключателя П образуется

3 о луч, поляризованный под углом 90 относительно поляризации первоначального луча. В результате этого луч света, пройдя кристалл с двой- 30 ным преломлением (i=3) как необыкновенный луч, а через кристалл (t=4) как обыкновенный луч, отклоняется от первоначального положения на величину 20. При этом из реверсив- 35 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 поступает на элемент И 37 и на линию

38 задержки. Сигнал с выхода линии

38 задержки отстает от сигнала на ее входе на промежуток времени, который меньше периода следования импульсов с генератора 19. Сигнал с выхода линии задержки поступает на элемент ИЛИ-НЕ 40. Элемент и 35 закрывается, прекращая доступ сигналов с генератора 19 импульсов на логический блок 25 и реверсивный счет-55 чик 23, а элемент Л 37 открывается, и сигналы с генератора 19 импульсов начинают поступать в.логический блок

26, где происходит процесс, аналогичный рассмотренному. Предположим, 6() что до момента засветки фотоприемника 17 световое гятно сместилось со светочувствительной поверхности фо,топриемника 18. В результате этого элемент И 37 закрылся, и тем cBh%iM грекратилось поступление импульсов г логический блок 26 и реверсивный счетчик 22. На выходе дифференцирующей цепочки 39 появился импульс, который перевел триггер 41 в единич ное состояние. Сигнал на выходе триггера 41 поступает на элементы ИЛИ-HE

40 и 36 и на дифференцирукщую цепоч« ку 42.. На выходе дифференцирующей цепочки 42 формируется сигнал, который переводит реверсивный счетчик

23 в нулевое состояние, схему 21 синхронизации и триггеры 27-31 — в исходное состояние и поступает на линию 43 задержки. Сигнал с выхода линии 43 задержки поступает на блок 24 памяти и триггер 41. Из блока 24 памяти в реверсивный счетчик

23 вводится цифровой эквивалент, равный 2 импульсов. Триггер 41 переходит в нулевое состояние. В результате этого сигнал с выхода элемента ИЛИ-HE 40 открывает схему И 35. С генератора 19 начинают поступать импульсы в логический блок 25 и E. реверсивный счетчик 23 до момента засветки фотоприемника

18. B 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 о координатах светового пятна в данный момент времени. Знак отклонения светового пятна от оси визирования определяется по состоянию логических схем 20 и 21 синхронизации.

Таким образом; при снабжении измерителя блоком памяти, включенным в цепь измерения перемещения по од1 ной из координат и соединения реверсивного счетчика последней с бло-: ком логики, расширяются функциональные возможности измерителя. формула изобретения

Дискретный измеритель смещения светового пятна от оси визирования по авт.св.: Р 737781, о т.л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен блоком памяти, вход кото рого 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.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 737781, кл. G 01 В 11/00,,1976 ,(прототип).

947639

Составител Е.Глазкова

Техред E. Харитончйк Корректор О.Билак.

Редактор С.Тараненко

Заказ 5614/62 Тираж 614 Подписное

БЕПИАНИ Государственного комитета СССР ло делам изобретениЯ и открытиЯ

113035, Москва, F.-35, Раужская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная,4