ИМИТАТОР ДВИЖУЩЕЙСЯ ЦЕЛИ Российский патент 2004 года по МПК G02B26/00 G02B27/30 

Изобретение относится к оптико-электронным устройствам, в частности к устройствам создания изображения движущейся цели, выполнено в виде коллиматора, и может быть использовано при проверке характеристик изделий на соответствие заданным параметрам.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является "Устройство для диагностики и лечения нарушения бинокулярного зрения" по патенту РФ 2135070 (МПК А 61 В 3/08, A 61 F 9/00, приор. 18. 09. 95 г., опубл. 27.08.99 г.), выбранное за прототип и представляющее собой коллиматор с объективом, в фокальной плоскости которого расположен неподвижный тест-объект, два отражательных зеркала, одно из которых подвижное и имеет вращение вокруг оси, перпендикулярной визирной оси, составную призму, в данном случае призму Пехана, которая имеет возможность разворота вокруг визирной оси, и узел подсветки тест-объекта. Два подвижных оптических элемента: подвижное зеркало и призма Пехана позволяют изображению тест-объекта перемещаться по полю зрения коллиматора, причем при повороте зеркала изображение смещается в радиальном направлении, а при повороте призмы Пехана - по кругу, причем разворот изображения происходит на двойной угол поворота призмы, например, разворот призмы Пехана на 180^o обеспечивает движение изображения по окружности на 360^o относительно центра поля зрения.

Основным недостатком прототипа является наличие кругового разворота изображения тест-объекта, обусловленное применением призмы Пехана, что создает неудобство при проверке.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в исключении разворота изображения тест-объекта, заметного для глаз, без ухудшения качества изображения.

Поставленная задача достигается тем, что используется коллиматор, состоящий из объектива, в центре фокальной плоскости которого расположен тест-объект, подсвечиваемый узлом подсветки, а за объективом размещены подвижное и неподвижное зеркала.

Отличительными признаками заявляемого изобретения от прототипа являются следующие.

В непосредственной близости от объектива расположено подвижное зеркало, которое закреплено в карданном подвесе, состоящем из двух каркасов, имеющих оси прокачки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, совпадающих с поверхностью зеркала, а визирная ось проходит через точку пересечения осей прокачки и перпендикулярна поверхности зеркала, причем радиус качающегося зеркала выбран максимальным из условия допустимой несферичности картинной плоскости, а световая зона картинной плоскости имитатора увеличена вдвое по сравнению с линейным полем зрения объектива.

Благодаря наличию этих признаков улучшаются условия и качество контроля.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг.1-5.

Фиг.1 - принципиальная схема имитатора движущейся цели.

Фиг.2 - вид картинной плоскости в период прокачки зеркала.

Фиг.3 - схема закрепления подвижного зеркала в карданном подвесе.

Фиг. 4 - схема влияния точки поворота подвижного зеркала на расфокусировку изображения в картинной плоскости.

Фиг. 5 - схема расположения имитатора при проверке изделия по движущейся цели.

Имитатор движущейся цели, выполненный в виде коллиматора, имеет единый корпус 1 (фиг.1), в котором размещены объектив 2, подвижное зеркало 3, неподвижное зеркало 4, полупрозрачная пластина 5, в центре которой расположен тест-объект 6 с рисунком, подсвечиваемый электролампой 7. На пластине 5 со стороны рисунка тест-объекта 6 формируется картинная плоскость 8, в центре которой относительно визирного луча 9 формируется изображение поля зрения (фиг.2), ограниченного центральной зоной 10.

Подвижное зеркало 3 закреплено в карданном подвесе, состоящем из двух каркасов, имеющих две взаимно перпендикулярные оси прокачки 11 и 12 (фиг.3), расположенные в плоскости, совпадающей с поверхностью подвижного зеркала 3, в результате чего формируется поле зрения, ограниченное зонами 13 и 14 (фиг. 2). Имитатор движущейся цели и проверяемое изделие 15 располагаются на одной оси.

Работа с имитатором движущейся цели состоит в следующем.

За объективом 2 по направлению визирного луча 9 располагают проверяемое изделие 15 (фиг. 5). Как можно ближе к объективу 2 устанавливают подвижное зеркало 3, имеющее точку качания О (фиг.1), что позволяет увеличить радиус качания R (фиг. 4) сферы, на которой формируется изображение поля зрения имитатора. Если указанная сфера на краю поля зрения не совпадает с картинной плоскостью 8 на величину t, то это приводит к расфокусировке изображения. Величина радиуса качания R выбирается максимальной, согласно аберрационным расчетам. Например, в имитаторе при фокусном расстоянии f^I=420 мм, радиус качания R=325 мм, при этом t=0,08 мм, что соответствует требуемому качеству изображения на краю картинной плоскости 8.

Подвижным зеркалом 3 формируют картинную плоскость 8 имитатора, имеющую размеры в два раза большие центральной зоны 10, что является необходимым и достаточным условием для получения качественного изображения (фиг.1). В направлении визирного луча 9 в зависимости от положения подвижного зеркала 3 формируют пучок лучей, выходящих из центральной зоны 10 (фиг.2), а также от зон 13 и 14. Поэтому в поле зрения проверяемого изделия наблюдают различные зоны картинной плоскости, но в каждой зоне тест-объект 6 остается один и тот же, только при этом его положение в поле зрения имитатора различно.

Так, для начального положения визирного луча в проверяемом изделии будет формироваться изображение зоны 10, и в ее центре расположен тест-объект 6.

При качании подвижного зеркала вокруг оси прокачки 11 (фиг.3) на угол β/2 (фиг. 1) визирный луч отклоняется на угол β и попадает в точку О^I картинной плоскости, а в поле зрения проверяемого изделия формируется зона 13 (фиг.2), в которой тест-объект 6 будет в нижней части поля зрения.

При качании подвижного зеркала 3 вокруг оси прокачки 12 (фиг.3) визирный луч попадает в точку O^II (фиг.2) и в поле зрения проверяемого изделия будет аналогично формироваться изображение тест-объекта 6 в зоне 14, т.е. в поле зрения проверяемого изделия изображение тест-объекта 6 будет слева.

Таким образом, при качании подвижного зеркала 3 изображение тест-объекта 6 сдвигается по кругу на 90^o. Однако при качании подвижного зеркала 3 вокруг оси прокачки 12 сохраняется незначительный разворот изображения тест-объекта 6 на величину угла прокачки β.

В предлагаемом имитаторе угол качания β не превышает 4^o, что глазом практически не различается. Поэтому можно отметить, что при круговом движении изображения по всему полю зрения проверяемого изделия в результате малого, не заметного глазом, угла прокачки β разворота изображения тест-объекта 6 не происходит.

Управление поворотом зеркала может осуществляться вручную или при помощи моментных датчиков, укрепленных на осях карданного подвеса и связанных электрически с блоком управления.

Имитатор движущейся цели выполнен в виде коллиматора, содержит объектив, тест-объект, подсвечиваемый узлом подсветки и расположенный в центре картинной плоскости, совпадающей с фокальной плоскостью объектива, а также неподвижное и подвижное зеркала. Подвижное зеркало закреплено в карданном подвесе с двумя взаимно перпендикулярными осями так, что плоскость осей карданного подвеса совпадает с поверхностью подвижного зеркала, а визирная ось проходит через точку пересечения осей карданного подвеса. Размер зоны картинной плоскости, изображение которой формируется в поле зрения проверяемого изделия, в два раза превышает размер линейного поля зрения объектива. Технический результат: исключение разворота изображения тест-объекта, заметного для глаз, без ухудшения качества изображения. 5 ил.

Имитатор движущейся цели, выполненный в виде коллиматора, содержащего объектив, тест-объект, подсвечиваемый узлом подсветки и расположенный в центре картинной плоскости, совпадающей с фокальной плоскостью объектива, а также неподвижное и подвижное зеркала, отличающийся тем, что подвижное зеркало закреплено в карданном подвесе с двумя взаимно перпендикулярными осями так, что плоскость осей карданного подвеса совпадает с поверхностью подвижного зеркала, а визирная ось проходит через точку пересечения осей карданного подвеса, причем размер зоны картинной плоскости, изображение которой формируется в поле зрения проверяемого изделия, в два раза превышает размер линейного поля зрения объектива.