Оптико-электронное устройство с оптическим визиром Советский патент 1981 года по МПК G01J1/04 

(54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО С ОПТИЧЕСКИМ

ВИЗИРОМ

1

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к оптическим устройствам, предназначенным для измерения энергетических характеристик электромагнитного излучения в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной области спектра.

Известны оптические устройства с оптическим визиром, которые позволяют визуально рассматривать изображение объекта измерений в плоскости, сопряженной с приемником лучистой энергии 1.

Для этого используется полупрозрачная пластина. Однако это приводит к потере энергии на приемнике. При этом точность наведения чувствительного элемента приемника на источник излучения никак не контролируется. Это приводит к снижению точности измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является оптико-электронное устройство с оптическим визиром, содержащее расположенные на оптической оси по ходу излучения основной объектив, приемник лучистой энергии, включенный в измерительную схему, окуляр. Лучистый поток, собираемый объективом и промодулированный обтюратором, попадает на чувствительный элемент приемника лучистой энергии. В момент перекрытия обтюратором чувствительного элемента приемника лучистый поток отражается зеркальной поверхностью обтюратора и попадает через окуляр визира в глаз наблюдателя 2.

В известном устройстве исключены потери энергии, однако при биении обтюратора возникает уход оптической оси системы и неточность наведения. При этом отсутствует возможность контроля за положением изображения объекта относительно приемника лучистой энергии, что необходимо при прецизионных локальных исследованиях, а также при измерениях энергетических характеристик точечных объектов излучения, размер изображения которых через объектив меньше размера чувствительного элемента приемника. Таким образом, недостатком известного устройства является низкая точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в оптико-электронное устройства с оптическим визиром, содержащее расположенные на Оптнческой оси по ходу излучения основной объектив, приемник лучистой энергии, включенный в измерительную схему, окуляр, введены наклонное зеркало с центральным отверстием, установленное под 45° к оптической оси, сетка, а оптический визир выполнен в виде дополнительного объектива, состоящего из двух компонентов, один из которых с наклонным зеркалом установлен между приемником лучистой энергии и основным объективом, а второй компонент с сеткой расположен перед окуляром, при этом основной объектив выполнен в виде двух сферических зеркал с центральными отверстиями, кроме того устройство снабжено вторым дополнительным объективом, состоящим из двух компонентов, один из которых установлен перед приемником лучистой энергии, а вторым является второй компонент первого дополнительного объектива, и дополнительным наклонным зеркалом, расположенным на оптической оси в отверстии первого наклонного зеркала под 90° к его плоскости.

Это позволяет наблюдать изображение объектива, полученное через основной объектив, непосредственно в плоскости приемника лучистой энергии с помощью оптического визира, расположенного вне зоны хода лучей основного объектива, при одновременном визуальном наведении на объект. При этом в предлагаемой системе отсутствуют переключающиеся или подвижные элементы, которые могли бы нарущить центрировку системы или отклонить оптическую ось, что могло бы привести к снижению точности измерения за счет нарущения воспроизводимости положения изображения объекта относительно приемника. Кроме того, применение центрированной оптической системы основного объектива оптико-электронного устройства позволяет улучщить качество изображения за счет отсутствия аберраций децентрировки, что также ведет к повышению точности наведения и измерения.

На чертеже изображена схема предлагаемого оптико-электронного устройства. Исследуемый источник излучения 1 расположен на одной оптической оси с основным объективом 2, состоящим из двух сферических зеркал с центральными отверстиями. На этой же оптической оси, далее называемой главной, в плоскости, сопряженной с плоскостью источника 1, помещен приемник лучистой энергии 3. В центральном отверстии первого по ходу лучей сферического зеркала объектива 2 расположена линза 4, а за нею под углом 45° к главной оптической оси помещено наклонное зеркало 5, обращенное зеркальной стороной к источнику 1. После зеркала 5 на вспомогательной оптической оси, расположенной под углом 90° к главной, помещены последовательно друг за другом линза 6, сетка 7 и окуляр 8. Под углом 90° к зеркалу 5 помещено зеркало 9 с центральным отверстием, в котором находится зеркало 5. Отражающая сторона зеркала 9 обращена к приемнику 3. Точка пересечения зеркальных поверхностей зеркал 5 и 9 совпадает с точкой пересечения главной и вспомогательной оптических осей. Между прием НИКОМ 3 и зеркалом 9 находится линза 10. Линзы 4 и 6 образуют дополнительный объектив, который в свою очередь является оптическим визиром, а линзы 10 и 6 образуют второй дополнительный объектив.

5 Оптико-электронное устройство работает следующим образом.

Электромагнитное излучение исследуемого источника 1 излучения (целого объекта или участка) собирается основным объективом 2 на чувствительном элементе приемника лучистой энергии 3. Приемник преобразует электромагнитное излучение в электрический сигнал, который поступает на измерительную систему, а затем на регистрирующее устройство (в схеме не показаны).

5 Точность наведения приемника лучистой энергии определяет точность соответствия измеряемой информации с исследуемым объектом.

Изображение чувствительного элемента приемника получают с помощью дополнительного объектива (компоненты 10 и 6) и зеркала 9 в плоскости сетки 7 и наблюдают через окуляр 8.

Одновременно изображение исследуемого источника излучения 1, получаемое с помощью первого дополнительного объектива (компоненты 4 и 6) и зеркала 5 в плоскости сетки 7, также наблюдают через окуляр 8.

Возможность одновременного наблюдения изображения источника излучения и

Q приемника лучистой энергии позволяет визуально контролировать с высокой степенью точности наведение прибора на объект исследования и тем самым существенно повысить точность, воспроизводимость и надежность измерний.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 473063, кл. G 01 J 5/10, 1974 (прототип).