Фотоэлектрическое устройство для наведения на границу света и тени Советский патент 1982 года по МПК G01B9/04 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для высокоточной регистрации положений границы объекта при линейных и угловых измерениях.

По основному авт. св. № 796652 известно фотоэлектрическое устройство для наведения На границу света и тени, содержащее осветитель, объектив и два фоточувствительных элемента, включенных по фотобалансяой схеме и установленных после объектива, фоточувствительные элементы выполнены в виде двухэлементной матрицы, оптически сопрягаемой с плоскостью измеряемого объекта. Элементы матрицы представляют собой геометрические фигуры, площади которых равйы и центры тяжести совмещены, причем один из элементов является внешним по отнощению к другому. В данном случае элементы матрицы имеют форму круга и кольца, которые концентричны и равны по площади между собой 1.

Известное устройство обеспечивает регистрацию только линейного смещения светоконтрастной границы относительно центра и не дает информацию о ее угловом положении для получения которой необходимо определение координат как минимум двух точек светоконтрастной границы объекта, т. е. имеет ограниченные функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение

5 функциональных возможностей, а именно определение координат объекта (как линейных, так и угловых).

Эта цель достигается тем, что в фотоэлектрическом устройстве фотоприемная матрица содержит дополнительно два фоточувствительных элемента, выполненных в виде наружных полуколец, концентричных элементам матрицы, симметричных между собой равных по площади, электрически изолироваванных друг от друга и включенных по фото15 балансной схеме.

На чертеже изображена фотоприемная матрица фотоэлектрического устройства.

Фотоприемная матрица представляет собой два фоточувствительных элемента 1 и 2,

20 имеющих соответственно форму кольца и круга, которые концеНтричНы и равны по площади между собой. Концентрично первым двум фоточувствительным элементам 1 и 2 расположены дополнительно два наружных элемента, выполненные в виде полуколец 3 и 4, симметричных между собой. Площади полуколец 3 и 4 равны, друг от друга они электрически изолированы и включены по фотобалансйой схеме.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении объекта (не показан) перемещается его изображение по фотоприемной матрице. При угловом смещении светоконтрастной границы объекта фотоэлектрический дисбаланс в элементах 1 и 2 не возникает, так как элементы симметричны относительно своего центра. В то же время электрические сигналы, снимаемые с фоточувствительных элементов 3 и 4, изменяются пропорционально углу поворота светоконтрастной границы объекта. Сигналы становятся равными, когда изображение светоконтрастной границы объекта займет положение, перпендикулярное линии симметрии эле ментов 3 и 4. Линейное смещение светоконтрастной границы объекта относительно центра не будет вносить дисбаланса в элементах 3 и 4.

Предлагаемая фотоприемная матрица позволяет при движении объекта иметь информацию об угловом и линейном положении границы объекта, в то время как известное устройство дает информацию только о линейном положении границы объекта относительно центра матрицы, а получение информации об угловом положении границы объекта относительно принятой системы координат возможно только посредством вычисления при наличии дополнительной информации о координатах двух точек прямой границы объекта.

Данное преимущество дает возможность использования предлагаемого устройства в системах автоматического слежения например, движение рабочих органов станка или измерительного устройства по щаблонам, копирам, автоматическое движение сельскохозяйственных машин по борозде, а также в качестве навигационного элемента в летательных аппаратах). Кроме того, устройство может применяться для автоматизации линейных и угловых измерений в измеритель ных микроскопах и проекторах.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство для наведения на границу света и тени при регистрации границы объекта по авт. св. № 796652,

отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, фотоприемНая матрица содержит дополнительно два фоточувствительных элемента, выполненных в виде наружных полуколец, концентричных элементам матрицы, симметричных между собой, равных по площади, электрически изолированных друг от друга и включенных по фотобалансной схеме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 796652, кл. G 01 В 9/04, 28.07.78.