Зрительная труба с внешней фокусировкой

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Тареев Анатолий Михайлович Бондаренко Михаил Михайлович Зайцева Елена Ивановна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Зрительная труба с внешней фокусировкой, включающая оптически связанные объектив, установленный с возможностью перемещения вдоль его оси и снабженный устройством измерения величины перемещения, спектроделитель и систему наблюдения изображений объектов, отличающаяся тем, что система наблюдения изображений объектов содержит первое и второе фотоприемные устройства, каждое из которых включает матрицу фотоприемников с устройством управления и формирования видеосигнала, устройство коммутации и формирования контрольных меток, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемных устройств, а выход устройства коммутации и формирования контрольных меток предназначен для подключения к монитору, при этом чувствительные площадки матриц первого и второго фотоприемных устройств установлены в фокальной плоскости объектива и оптически сопряжены с ним посредством спектроделителя.(56) 1. Бардин А.Н. Сборка и юстировка оптических приборов. - М. Высшая школа, 1968. С. 212-213. 2. 440. Труба зрительная на подставке. Руководство по эксплуатации и обслуживанию (7201.14.40.000-01 РЭ). ОАО Пеленг, 2001 (прототип). 3. Телевизионные камеры. Каталог фирмы ЭВС. - Санкт-Петербург, 2004. - С. 8. 4. Формирователь прицельных марок МВС-108. Проспект фирмы 50622009.02.28 Полезная модель относится к области оптико-механического приборостроения, более конкретно к приборам для контроля угловых параметров и фокусировки оптических приборов. Может использоваться при юстировке в процессе сборки, контроле и аттестации параметров оптических приборов при эксплуатации. Известна зрительная труба с внешней фокусировкой 1, содержащая оптически связанные объектив, установленный с возможностью перемещения вдоль его оси и снабженный устройством измерения величины перемещения, и систему наблюдения изображения объектов. Система наблюдения изображения объектов включает сетку со штрихами, расположенную в фокальной плоскости объектива при его исходном положении, и окуляр. Основным недостатком приведенной зрительной трубы является то, что она работает только в видимом спектральном диапазоне, что ограничивает область ее применения. Из всех известных технических решений наиболее близкой к заявляемой полезной модели является зрительная труба с внешней фокусировкой 2, содержащая оптически связанные объектив, имеющий возможность перемещения вдоль его оптической оси и снабженный устройством измерения величины перемещения, спектроделитель, выполненный в виде спектроделительного кубика, разделяющего входящий в объектив поток излучения на пучки видимого и ИК-излучения, образуя, таким образом, два канала, и систему наблюдения изображений объектов. Система наблюдения канала видимого излучения включает сетку со штрихами и окуляр. Система наблюдения канала ИК-излучения включает интерференционный фильтр, электронно-оптический преобразователь (ЭОП), в плоскости фотокатода которого нанесена измерительная сетка, и лупу, плоскость предметов которой сопряжена с экраном электронно-оптического преобразователя. Плоскость рисунка сетки канала видимого излучения и плоскость фотокатода ЭОП канала ИКизлучения установлены в фокальной плоскости объектива при его исходном положении и оптически сопряжены с ним посредством спектроделителя. Основным недостатком этой зрительной трубы является визуальное наблюдение тестируемого объекта через окуляр и лупу, что вносит элемент субъективности в оценку качества изображения и снижает точностные характеристики. Кроме того, примененный в конструкции ЭОП с нанесенной на фотокатоде сеткой относится к преобразователям первого поколения, которые в настоящий момент сняты с производства. Нанесение сетки непосредственно в плоскости фотокатодов современных ЭОП технологически невозможно. Поэтому в случае замены ЭОП необходима доработка конструкции зрительной трубы в части включения в нее собственно сетки как оптической детали и системы проекции рисунка сетки в плоскость фотокатода ЭОП. Это снижает уровень унификации конструкции. Также существенным недостатком является то, что положение оператора в момент наблюдения однозначно привязано к окуляру зрительной трубы. Это затрудняет процесс юстировки в случае ограниченного пространства или необходимости дистанционного положения оператора относительно зрительной трубы. Задачей полезной модели является повышение точности измерений, выполняемых с помощью зрительной трубы при юстировке, повышение уровня унификации конструкции,улучшение эргономических характеристик. Для решения поставленной задачи в зрительной трубе с внешней фокусировкой, включающей оптически связанные объектив, установленный с возможностью перемещения вдоль его оси и снабженный устройством измерения величины перемещения, спектроделитель и систему наблюдения изображений объектов, в отличие от прототипа, система наблюдения изображений объектов содержит первое и второе фотоприемные устройства,каждое из которых включает матрицу фотоприемников с устройством управления и формирования видеосигнала, устройство коммутации и формирования контрольных меток,первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемных устройств, а выход устройства коммутации и формирования контрольных меток предназначен для подключения к монитору, при этом чувствительные 2 50622009.02.28 площадки матриц первого и второго фотоприемных устройств расположены в фокальной плоскости объектива и оптически сопряжены с ним посредством спектроделителя. Выполненная таким образом система наблюдения изображений объектов позволяет повысить точность измерения контролируемых параметров и комфортность наблюдения за счет того, что изображение контролируемых объектов и меток измерительных шкал выводится на монитор. При этом наблюдение изображения не требует фиксированного положения зрачка глаза наблюдателя, а само изображение наблюдается с достаточным электронным увеличением. Мониторы могут располагаться в любом удобном для наблюдателя месте. В случае необходимости замена фотоприемного устройства проста и не требует доработки конструкции, так как улучшение характеристик современных видеокамер на ПЗС матрицах осуществляется без изменения типоразмеров. Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фигуре изображена функциональная схема зрительной трубы с внешней фокусировкой. Зрительная труба с внешней фокусировкой 1 включает оптически связанные объектив 2, установленный с возможностью перемещения вдоль его оптической оси и снабженный устройством измерения величины перемещения 3, спектроделитель 4, систему наблюдения изображения объектов, состоящую из первого 6 и второго 7 фотоприемных устройств,каждое из которых включает матрицу фотоприемников, закрепленную на видеоплате, являющейся устройством управления и формирования видеосигнала, устройство 8 коммутации и формирования контрольных меток в видеосигнале, которое имеет два входа,подключенных к выходам первого 6 и второго 7 фотоприемных устройств соответственно,и выход, подключенный к монитору 9. Чувствительные площадки матриц фотоприемных устройств 6 и 7 расположены в фокальной плоскости объектива 2 и сопряжены с ним посредством спектроделителя 4. Перед первым фотоприемным устройством 6 может быть установлен светофильтр 5,служащий для выделения более узкого рабочего диапазона спектра. В качестве фотоприемных устройств может быть использована, например, бескорпусная телевизионная камера 3 без объектива. Устройство 8 коммутации и формирования контрольных меток обеспечивает поочередное включение первого или второго фотоприемных устройств 6 и 7 соответственно, а также формирование видеосигнала контрольных меток, например посредством знакогенератора 4, и врезание его в видеосигналы с фотоприемных устройств 6 и 7. При этом возможно формирование различных видов контрольных меток и применение их по выбору оператора в зависимости от выполняемых задач,переключение которых осуществляется также с помощью устройства 8. Зрительная труба 1 установлена на основании 10 с юстировочным механизмом 11. Зрительная труба с внешней фокусировкой работает следующим образом. При контроле параметров оптических приборов зрительную трубу устанавливают по ходу лучей света, выходящих из объектива контролируемого изделия. Лучи света, пройдя объектив 2,разделяются спектроделителем 4 на пучки различных спектральных диапазонов и создают изображение на матрицах фотоприемных устройств 6 и 7 соответственно. Поскольку спектральная чувствительность матриц фотоприемных устройств реализована в достаточно широком диапазоне от видимой до ближней ИК-области, в обоих каналах может быть применен один и тот же тип фотоприемного устройства. Для выделения более узкого рабочего диапазона спектра возможно применение светофильтра 5, например интерференционного. Устройство управления и формирования видеосигнала, входящее в состав каждого из фотоприемных устройств, формирует видеосигналы телевизионного изображения. Видеосигналы с фотоприемных устройств 6 и 7 поступают на первый и второй входы устройства 8 коммутации и формирования контрольных меток. Устройство 8 формирует видеосигналы контрольных меток, являющихся служебной информацией, и осуществляет врезку их в стандартный телевизионный сигнал, вырабатываемый фотоприем 3 50622009.02.28 ными устройствами 6 и 7. Сформированный таким образом комплексный видеосигнал телевизионного изображения через выход устройства 8 поступает на вход монитора 9. Коммутационные связи устройства 8 позволяют подключать к монитору фотоприемные устройства 6 и 7 поочередно в соответствии с выбором оператора. Кроме того, устройство 8 может задавать различные варианты служебной информации и врезать ее в видеосигналы, вырабатываемые фотоприемными устройствами, также по выбору оператора, в зависимости от выполняемой задачи. На мониторе 9 воспроизводится изображение,строящееся объективом 2 на матрице одного изфотоприемных устройств, совместно с изображением контрольных меток. Изображение контрольных меток всегда привязано к центру монитора и не смещается при смещении изображения объекта. Для приведения изображения объекта в нужную зону экрана монитора осуществляют подвижки зрительной трубы с помощью юстировочного механизма 11. Для определения величины расфокусировки объектива контролируемого изделия перемещают объектив 2, например, с помощью кремальерной подвижки до получения резкого изображения тест-объекта контролируемого изделия на экране монитора 9, определяют величину перемещения объектива 2 по шкале устройства измерения величины перемещения 3 и по ней рассчитывают величину расфокусировки объектива контролируемого изделия. Для определения угловой погрешности взаимного расположения каналов контролируемого прибора, работающих в разных спектральных диапазонах, совмещают изображение тест-объекта его опорного канала с контрольной меткой на мониторе 9, включив при этом фотоприемное устройство зрительной трубы соответствующего спектрального диапазона. Затем переключают каналы прибора, а также с помощью устройства 8 коммутации и формирования контрольных меток включают другое фотоприемное устройство, согласованное по спектральному диапазону, и определяют угловое рассогласование каналов по шкале на мониторе 9. Применение контрольных меток в виде сеток с различной ценой деления позволяет производить измерения угловых и линейных величин в широком диапазоне и с различной точностью изменения, что делает зрительную трубу универсальным средством измерения. Возможность расположения монитора в любом удобном для оператора месте облегчает процесс юстировки. Контроль и юстировка могут производиться двумя и более операторами независимо друг от друга. Современные телевизионные камеры модернизируются, как правило, с сохранением типоразмеров, что позволяет улучшать характеристики зрительной трубы путем замены телевизионных камер, используемых в данном случае в качестве фотоприемных устройств, без изменения конструкции. Таким образом, полезная модель обеспечивает повышение точности измерений, выполняемых с помощью зрительной трубы при юстировке, повышение уровня унификации конструкции, улучшение эргономических характеристик. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4