RU223756U1 - Модуль лазерный дальномерный - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, а более конкретно - к техническим средствам измерения расстояния до объектов на местности с использованием лазерного излучения. Модуль лазерный дальномерный содержит передающий канал, включающий оптически связанные твердотельный импульсно-периодический излучатель и оптическую систему формирования лазерного пучка (служащую для уменьшения расходимости лазерного пучка импульсно-периодического излучателя), состоящую из отрицательного и положительного элементов, и приемный канал, включающий приемный объектив и фотоприемное устройство, содержащее фоточувствительный элемент с расположенной вблизи шторкой, которая управляется с помощью электромагнита и служит для защиты фоточувствительного элемента от воздействия излучения высокой мощности. Модуль лазерный дальномерный выполнен в виде моноблока с элементами конструкции, обеспечивающими его размещение в системе носителя. Собственных органов управления модуль лазерный дальномерный не имеет и управляется по протоколу информационно-логического взаимодействия с перечнем согласованных управляющих команд. Команда на измерение дальности поступает от внешнего устройства, после чего происходит замер дальности, код дальности передается на внешнее устройство. Технический результат - получена возможность размещать модуль лазерный дальномерный в комплексах оптоэлектронных приборов как составную часть с "открытой архитектурой", позволяющей измерять дальность, подсвечивать объекты и проводить самотестирование, а также упрощена конструкция прибора, уменьшены габаритные размеры и масса. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, а более конкретно - к техническим средствам измерения расстояния до объектов на местности с использованием лазерного излучения.

Известны лазерные дальномеры, содержащие излучающий канал с объективом, как с полупроводниковыми так и с твердотельными лазерами, приемный канал, включающий объектив приемного канала и фотоприемное устройство, и визирный канал, состоящий из объектива, оборачивающей системы и окуляра, выполненные в едином корпусе или в корпусе с двумя раздельно герметизируемыми отсеками. Измерение дальности происходит путем измерения времени между моментами излучения и приема отраженного от цели сигнала.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является лазерный дальномер, описанный в патенте № RU 2655003 С1 МПК G01С 3/08, (дата приоритета 03.07.2017 г.), который содержит передающий канал, включающий лазерный излучатель с передающим объективом и схемой запуска, и приемный канал, включающий фотоприемное устройство с приемным объективом. Фотоприемное устройство заключено в герметичный корпус с оптическим окном. Приемный канал сопряжен с визирным каналом, включающим объектив, оборачивающую систему, сетку и окуляр.

Основным недостатком аналога является наличие визирного канала (оборачивающей системы, сетки, окуляра), так как увеличиваются габаритные размеры и масса лазерного дальномера, кроме того данный лазерный дальномер, имея уже заданные оптические параметры визирного канала (увеличение, удаление выходного зрачка, рисунок сетки) не позволяет использовать его в системах с "открытой архитектурой". Сопряжение приемного канала с визирным каналом происходит с помощью светоделителя призмы-кубика, дихроичное покрытие которого вносит потери по пропусканию от 15 до 30% в зависимости от поляризации лазерного излучения, что уменьшает количество поступившего света на фотоприемное устройство.

Техническое решение направлено на получение возможности размещения дальномера в комплексах оптоэлектронных приборов как составной части с "открытой архитектурой", позволяющей измерять дальность, подсвечивать объекты и проводить самотестирование, а также на уменьшение габаритных размеров, массы и упрощение конструкции.

Поставленная задача решается за счет того, что модуль лазерный дальномерный, содержащий передающий канал, включающий оптически связанные твердотельный импульсно-периодический излучатель и оптическую систему формирования лазерного пучка (служащую для уменьшения расходимости лазерного пучка импульсно-периодического излучателя), состоящую из отрицательного и положительного элементов, и приемный канал, включающий приемный объектив и фотоприемное устройство, содержащее фоточувствительный элемент с расположенной вблизи шторкой, которая управляется с помощью электромагнита и служит для защиты фоточувствительного элемента от воздействия излучения высокой мощности, выполнен в виде моноблока с элементами конструкции, обеспечивающими его размещение в системе носителя, Команды на измерение дальности, самотестирование и т.д. поступают от внешнего устройства по цифровым каналам связи, после чего происходит замер дальности, код дальности по тому же каналу передается на внешнее устройство. Модуль лазерный дальномерный управляется по протоколу информационно-логического взаимодействия RS-422 с перечнем согласованных управляющих команд. Все взаимодействие модуля лазерного дальномерного с внешними устройствами осуществляется дистанционно по каналу информационного взаимодействия, т.е. отсутствуют собственные органы управления (кнопки замера дальности, включения питания) и визирный канал.

На фиг. 1 представлена схема модуля лазерного дальномерного.

Модуль лазерный дальномерный представляет собой единый цельный нераздельный герметичный блок, состоящий из передающего поз. 1 и приемного поз. 2 каналов. Передающий канал содержит твердотельный импульсно-периодический излучатель поз. 3, оптическую систему формирования лазерного пучка, состоящую из отрицательного элемента поз. 4 и положительного элемента поз. 5. Приемный канал поз. 2 содержит приемный объектив поз. 6, призму поз. 7 с зеркальным покрытием, выполняющую роль отклоняющего зеркала, фотоприемное устройство поз. 8, чувствительная площадка поз. 9 которого расположена в фокальной плоскости приемного объектива поз. 6.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.

От внешнего устройства в соответствии с протоколом информационного взаимодействия поступает команда - измерение дальности. При поступлении команды по замеру дальности в случае исправности дальномера, заряжается блок питания излучателя поз. 12. Блок дежурной дуги поз. 11 формирует разряд поджига, ионизируя активную среду в газоразрядной лампе накачки импульсно-периодического излучателя поз. 3. После формирования устойчивой дежурной дуги, блок управления поз. 10 коммутирует конденсаторы на газоразрядную лампу накачки импульсно-периодического излучателя поз. 3, вследствие чего, формируется импульс оптической накачки для импульсно-периодического излучателя поз. 3. Импульсно-периодический излучатель, примененный в данном устройстве, основан на пассивном затворе. По достижении порогового уровня импульсно-периодический излучатель поз. 3 формирует импульс лазерного излучения, который через оптическую систему формирования лазерного пучка поз. 4 и поз. 5 направляется на объект, до которого измеряется дальность. Между отрицательным и положительным элементами афокальной системы в конструкции изделия введено оптическое волокно. При прохождении лазерного излучения через оптическую систему посредством волокна часть излучения отводится на фотоприемник, и этот импульс формирует сигнал начала отсчета времени «ПУСК». Достигнув цели, лазерное излучение отражается от цели и возвращается в приемный канал поз. 2. Приемный канал поз. 2 фокусирует импульс отраженного от объекта излучения объективом поз. 6, на чувствительную площадку поз. 9 фотоприемного устройства поз. 8, предварительно отразившись от зеркальной поверхности призмы поз. 7. Импульс лазерного излучения при попадании на фотоприемное устройство формирует сигнал окончания отсчета времени «СТОП». Термостабилизированный кварцевый генератор формирует тактовую частоту для счета времени. Абсолютная точность измерения дальности практически определяется его стабильностью и скважностью. За временной интервал между моментами «ПУСК» и «СТОП» импульс излучения проходит двойное расстояние между твердотельным импульсно-периодическим излучателем и целью. Блок управления модуля лазерного дальномерного вычисляет этот временной интервал и пересчитывает его в дальность до цели. Для защиты фотоприемного устройства, аналогично прототипу, при одном замере дальности происходит два излучения. При работе по целям с зеркальным отражением мощности сигнала отраженного от цели, достаточно для измерения дальности сквозь ослабляющий светофильтр шторки поз. 13. Если дальномер замерил дальность с введенным светофильтром, то ФПУ остается закрытой и второе излучение не происходит.

Взаимодействие с внешними устройствами осуществляется через разъем, расположенный на корпусе. Изделие имеет привалочную плоскость и штифтовые отверстия, что суммарно однозначно определяет положение линии визирования дальномера, делает модуль взаимозаменяемым при ремонте и обеспечивает легкий монтаж комплекса. В промышленном образце предлагаемого изделия твердотельный импульсно-периодический излучатель выполнен на кристалле калий-гадолиниевого вольфрамата с целью снижения стоимости и повышения коэффициента полезного действия. Наличие цифрового канала обмена данными между дальномером и внешней системой обеспечивает непосредственно работу изделия и его обслуживание.

Таким образом, в результате предложенного решения обеспечено получение технического результата - получена возможность размещать модуль лазерный дальномерный в комплексах оптоэлектронных приборов как составную часть с "открытой архитектурой", позволяющей измерять дальность, подсвечивать объекты и проводить самотестирование, а также упрощена конструкция прибора, уменьшены габаритные размеры и масса.

Claims (1)

1. Модуль лазерный дальномерный, содержащий передающий канал, включающий излучатель и оптическую систему формирования лазерного пучка, состоящую из отрицательного и положительного элементов, и приёмный канал, включающий приемный объектив и фотоприёмное устройство, содержащее фоточувствительный элемент с расположенной вблизи шторкой, отличающийся тем, что между отрицательным и положительным элементами оптической системы введено оптоволокно, излучатель является твердотельным импульсно-периодическим и выполнен на кристалле калий-гадолиниевого вольфрамата, а также введён термостабилизированный кварцевый генератор.

Images