RU2664542C2 - Цифровой коллиматор - Google Patents
Цифровой коллиматор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664542C2 RU2664542C2 RU2016118945A RU2016118945A RU2664542C2 RU 2664542 C2 RU2664542 C2 RU 2664542C2 RU 2016118945 A RU2016118945 A RU 2016118945A RU 2016118945 A RU2016118945 A RU 2016118945A RU 2664542 C2 RU2664542 C2 RU 2664542C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- digital
- test object
- collimator
- lens
- beam splitter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/30—Collimators
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7458—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of deformable mirrors, e.g. digital micromirror device [DMD]
Abstract
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения. Цифровой коллиматор включает оптически связанные осветитель, тест-объект, объектив, светоделитель и передающий объектив. В качестве тест-объекта использован модуль цифрового микрозеркального устройства. Светоделитель и передающий объектив расположены между тест-объектом и объективом, при этом осветитель оптически связан с тест-объектом посредством указанного светоделителя, который расположен под углом к оптической оси цифрового коллиматора таким образом, что отражённый от повёрнутых микрозеркал цифрового микрозеркального устройства световой поток, распространяется вдоль оптической оси цифрового коллиматора или в сторону. Технический результат заключается в упрощении конструкции и сокращении продолжительности контрольно-юстировочных операций цифрового коллиматора. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, а именно к контрольно-юстировочным приборам, используется для юстировки, контроля, измерения частотно-контрастных характеристик, определения элементов внутреннего ориентирования оптико-электронных приборов, а также оптико-электронных приборов, работающих в режиме временной задержки накопления (ВЗН).
Известен коллиматор [1], состоящий из расположенных на одной оси объектива, в фокальной плоскости которого помещен тест-объект, и осветителя. Осветитель состоит из источника излучения, конденсора и матового стекла. Тест-объект представляет собой полупрозрачную плоскопараллельную пластинку из оптического стекла, на поверхность которой нанесен рисунок. Размер и форма рисунка тест-объекта (точка, перекрестие, линейные или угломерные шкалы, штрихи, цифры и т.п.) выполняются для каждого применения отдельно.
Известный коллиматор не позволяет в процессе измерений изменять форму и размер рисунка тест-объекта, что необходимо для контроля оптико-электронных приборов с различными конфигурациями, характеристиками объектива, размерами пикселя, расположения фотоприемника и режимом ВЗН. Кроме этого коллиматор не позволяет осуществлять непрерывное изменение контраста в процессе контроля, что сказывается на продолжительности и трудоемкости процесса определения частотно-контрастных характеристик контролируемых оптико-электронных приборов.
Наиболее близким по технической сущности является прибор для контроля параметров оптико-электронных систем [2], содержащий последовательно расположенные на оптической оси объектив и держатель для размещения тест-объекта, а также систему подсветки. Система подсветки содержит два блока ламп, по три в каждом, установленных симметрично относительно оптической оси объектива с возможностью поблочного их включения. Хотя бы между одной из ламп и держателем для размещения тест-объекта установлены рассеиватель и ослабитель светового потока. Между объективом и контролируемой оптической системой может быть дополнительно введен ослабитель в виде нейтрального светофильтра. Это обеспечивает возможность создания широкого диапазона нормированных освещенностей в плоскости тест-объекта.
Известный прибор не позволяет в процессе контроля изменять форму и размер рисунка тест-объекта без замены тест-объекта, что необходимо для контроля оптико-электронных приборов с различными конфигурациями, характеристиками объектива, расположения фотоприемника и режимом ВЗН. Прибор позволяет формировать ограниченное число значений нормированных освещенностей тест-объекта за счет введения в оптическую схему прибора дополнительных компонентов в виде блоков ламп, ослабителей светового потока, рассеивателей, что усложняет конструкцию прибора, придает ему громоздкость и неудобство в эксплуатации.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей, упрощение конструкции и снижение продолжительности контрольно-юстировочных операций за счет возможности изменения формы, размера и контраста рисунка тест-объекта.
Для решения поставленной задачи предложен цифровой коллиматор, включающий оптически связанные осветитель, тест-объект и объектив, новым является то, что в качестве тест-объекта использован модуль цифрового микрозеркального устройства, выход которого предназначен для подключения к компьютеру, содержит светоделитель и передающий объектив, расположенные между тест-объектом и объективом, при этом осветитель оптически связан с тест-объектом посредством указанного светоделителя, расположенного под углом к оптической оси цифрового коллиматора.
Использование в качестве тест-объекта модуля цифрового микрозеркального устройства, электрически связанного с компьютером, позволяет формировать любую форму, размер и контраст рисунка тест-объекта. Это делает его универсальным, позволяет экспериментально подобрать наилучший вид рисунка тест-объекта, который будет полностью соответствовать решаемой задаче. Поскольку нет необходимости в замене одних компонентов прибора на другие, то это позволяет снизить продолжительность и трудоемкость процесса определения частотно-контрастных характеристик контролируемых оптико-электронных приборов. Использование светоделителя позволяет расположить осветительный и проекционный каналы перпендикулярно друг другу, что упрощает конструкцию. Использование передающего объектива в цифровом коллиматоре позволяет расширить диапазон возможных размеров рисунка тест-объекта, получить изображение рисунка тест-объекта требуемого разрешения, соответствующего контролируемым оптико-электронным приборам.
Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже изображена принципиальная оптическая схема цифрового коллиматора.
Цифровой коллиматор включает оптически связанные осветитель 1, тест-объект 2 и объектив 3. Между тест-объектом 2 и объективом 3 расположен светоделитель, выполненный в виде полупрозрачной пластинки 4, и передающий объектив 5. Осветитель 1 включает источник света 6, конденсор 7 и матовое стекло 8. Осветитель 1 оптически связан с тест-объектом 2 посредством полупрозрачной пластинки 4, установленной под углом к оптической оси цифрового коллиматора. Осветитель 1 установлен перпендикулярно оптической оси цифрового коллиматора и располагается так, что формирует изображение источника света 6 во входном зрачке системы, включающей передающий объектив 5 и объектив 3.
В качестве тест-объекта 2 использован модуль цифрового микрозеркального устройства, например DLP LightCrafter 4500 [3], включающий: цифровое микрозеркальное устройство, систему охлаждения, плату управления, содержащую контроллер, флеш-память, схему управления питанием и др. Цифровым микрозеркальным устройством (Digital Micromirror Device - DMD) является массив подвижных микрозеркал, установленных в ячейках памяти КМОП-матрицы. Микрозеркала способны поворачиваться на угол ±α относительно их положения покоя (плоское) Модуль цифрового микрозеркального устройства электрически связан с компьютером 9, таким образом, пользователь может управлять положением каждого микрозеркала в отдельности.
Полупрозрачная пластинка 4 расположена под углом к оптической оси цифрового коллиматора. Например, для угла поворота микрозеркал цифрового микрозеркального устройства α=12° полупрозрачная пластинка будет располагаться под углом 67° к оптической оси цифрового коллиматора. Использование полупрозрачной пластинки 4 позволяет расположить осветительный и проекционный каналы перпендикулярно друг другу, что упрощает конструктивную реализацию цифрового коллиматора.
Устройство работает следующим образом.
Устанавливают контролируемый оптико-электронный прибор перед цифровым коллиматором так, чтобы его оптический канал оказался напротив выходного зрачка объектива 3.
Исходя из параметров контролируемого оптико-электронного прибора (оптических характеристик объектива и размера пикселя приемника) пользователь задает форму, размер и контраст тест-объекта 2 в специальном программном обеспечении при помощи компьютера 9. Задавать форму, размер и контраст рисунка тест-объекта 2 при необходимости можно также в процессе работы с цифровым коллиматорм. Форма, размер и контраст рисунка тест-объекта 2 определяются положением микрозеркал. Управление положением каждого микрозеркала осуществляется независимо. Микрозеркало может принимать два рабочих положения относительно плоского: «+α» и «-α», например α=12°. Если зеркало находится в положении «+α», то падающий на него световой поток, отражаясь, распространяется вдоль оптической оси цифрового коллиматора и формирует рисунок тест-объекта 2. В положении «-α» световой поток отражается в сторону. Для задания требуемого контраста изображения тест-объекта 2 световой поток модулируется микрозеркалами путем задания пользователем частоты их колебаний, т.е. перехода микрозеркал из положения «+α» в «-α» за единицу времени.
Световой поток от осветителя 1 отражается от полупрозрачной пластинки 4 и освещает тест-объект 2, являющийся цифровым микрозеркальным устройством. Матовое стекло 8 создает равномерную засветку всех микрозеркал. Световой поток, отраженный от микрозеркал тест-объекта в положении «+α», распространяется вдоль оптической оси цифрового коллиматора, проходя полупрозрачную пластинку 4, попадает в передающий объектив 5. Передающий объектив 5 уменьшает или увеличивает размер рисунка тест-объекта 2, строит изображение тест-объекта 2 в передней фокальной плоскости объектива 3. Объектив 3 проецирует изображение тест-объекта 2 в бесконечность.
Далее изображение тест-объекта 2 формируется в плоскости приемника контролируемого оптико-электронного прибора. По изображению (форме, размеру, положению, контрасту) тест-объекта 2 в плоскости приемника контролируют параметры оптико-электронного прибора.
При контроле комплексов, состоящих из нескольких разных по оптическим характеристикам оптико-электронных каналов, задавать и изменять форму, размер и контраст рисунка тест-объекта 2 можно непосредственно в процессе контроля.
При определении частотно-контрастных характеристик контролируемого оптико-электронного прибора цифровой коллиматор позволяет осуществлять в процессе контроля изменение контраста с небольшим шагом. Это позволяет сформировать большое количество значений освещенности, что расширяет его область применения. Поскольку нет необходимости в замене компонентов цифрового коллиматора, как в прототипе, то это снижает продолжительность и трудоемкость контроля.
Таким образом, цифровой коллиматор расширяет функциональные возможности, имеет упрощенную конструкцию и позволяет снизить продолжительность контрольно-юстировочных операций за счет возможности изменения формы, размера и контраста рисунка тест-объекта в зависимости от оптических и геометрических параметров контролируемых оптико-электронных приборов и решаемых задач, в том числе в процессе контроля, без замены одного тест-объекта другим, при этом значения контраста тест-объекта могут изменяться с небольшим шагом, и позволяет контролировать оптико-электронные приборы, работающие в режиме ВЗН.
Источники информации
1. Гвоздева Н.П., Коркина К.И. Прикладная оптика и оптические измерения. М.: «Машиностроение», 1976. - 383 с. С.301-304.
2. BY 11759 C1 (ОАО «Пеленг»), 30.04.2009, весь документ - прототип.
3. TI DLP® Technology and Products. http://www.ti.com/lit/pdf/dlpb010. Дата доступа 16.01.2015.
Claims (1)
- Цифровой коллиматор, включающий оптически связанные осветитель, тест-объект и объектив, отличающийся тем, что в качестве тест-объекта использован модуль цифрового микрозеркального устройства, выход которого предназначен для подключения к компьютеру, содержит светоделитель и передающий объектив, расположенные между тест-объектом и объективом, при этом осветитель оптически связан с тест-объектом посредством указанного светоделителя, расположенного под углом к оптической оси цифрового коллиматора таким образом, что отражённый от повёрнутых микрозеркал цифрового микрозеркального устройства световой поток, распространяется вдоль оптической оси цифрового коллиматора или в сторону.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BY20150333 | 2015-06-18 | ||
BYA20150333 | 2015-06-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016118945A RU2016118945A (ru) | 2017-11-20 |
RU2664542C2 true RU2664542C2 (ru) | 2018-08-20 |
Family
ID=60328337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016118945A RU2664542C2 (ru) | 2015-06-18 | 2016-05-16 | Цифровой коллиматор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664542C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU485399A1 (ru) * | 1972-06-05 | 1975-09-25 | Московский Институт Инженеров Геодезии И Картографии | Фотоэлектрический автоколиматор |
RU115516U1 (ru) * | 2011-12-26 | 2012-04-27 | Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ") | Устройство контроля параметров тепловизионных приборов |
CN103091841A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-05-08 | 哈尔滨工业大学 | 基于dmd的双色红外成像制导仿真光学系统 |
-
2016
- 2016-05-16 RU RU2016118945A patent/RU2664542C2/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU485399A1 (ru) * | 1972-06-05 | 1975-09-25 | Московский Институт Инженеров Геодезии И Картографии | Фотоэлектрический автоколиматор |
RU115516U1 (ru) * | 2011-12-26 | 2012-04-27 | Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ") | Устройство контроля параметров тепловизионных приборов |
CN103091841A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-05-08 | 哈尔滨工业大学 | 基于dmd的双色红外成像制导仿真光学系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016118945A (ru) | 2017-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN204178112U (zh) | 照明装置 | |
JP6206560B2 (ja) | システム | |
JP2004258666A5 (ru) | ||
JP2013532838A (ja) | 照明システム | |
CN105011898A (zh) | 一种自助式红外偏心摄影验光仪及自助验光方法 | |
US11650151B2 (en) | Compact, self-aligned projection focusing schlieren method and system | |
CN113848041B (zh) | 光学性能测试系统及测试方法 | |
RU108841U1 (ru) | Устройство для контроля и юстировки лазерных измерителей дальности и скорости | |
RU2664542C2 (ru) | Цифровой коллиматор | |
CN106575030A (zh) | 具有分束器组件的显微镜 | |
US8529071B2 (en) | Illuminating spatial light modulators using an anamorphic prism assembly | |
CN116338926B (zh) | 显微镜照明系统、成像系统、硅片缺陷的检测装置及方法 | |
CN109937360B (zh) | 一种用于检测可透光光学部件的装置和方法 | |
US9485491B2 (en) | Optical system | |
RU2419079C1 (ru) | Устройство для контроля лазерного прибора | |
JP2019139142A (ja) | 露光装置及び露光方法 | |
KR20110021627A (ko) | 반사형 액정 프로젝터 | |
CN217929981U (zh) | 一种分划线投影式枪瞄 | |
CN112445074B (zh) | 一种照明装置、曝光系统及光刻设备 | |
WO2017056479A1 (en) | System | |
JP2013190760A (ja) | 顕微鏡用照明装置 | |
CN216979571U (zh) | 一种多光源投影光学系统及投影仪 | |
RU197841U1 (ru) | Телевизионный прицел с лазерным дальномером | |
JP6797592B2 (ja) | 照明装置 | |
JP2008128858A (ja) | 投射型表示装置の測定装置および投射型表示装置の測定システム |