RU169946U1 - OPTICAL-ELECTRONIC MODULE WITH PROTECTION OF PHOTO RECEPTION TRACT FROM EXPOSURE TO LASER RADIATION - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, в частности к элементам защиты самих оптико-электронных приборов от воздействия лоцирующего лазерного излучения.Оптико-электронный модуль, содержит общее входное окно, видеокамеру с объективом, фотоприемной матрицей и блоком формирования изображения, лазерный дальномер с объективом, фотоприемником и блоком управления лазером, синхрогенератор, первый выход которого подключен к входу блока формирования изображения, а второй выход подключен к входу блока управления лазером.Технический результат заключается в повышении защиты фотоприемного тракта видеокамеры при ее совместной работе с лазерным дальномером как от внутриприборных засветок, так и от излучения, отраженного от объектов, находящихся в непосредственной близости от устройства. Другим техническим результатом является упрощение конструкции устройства. 2 ил.The utility model relates to the field of optical instrumentation, in particular to the elements of protection of the optoelectronic devices themselves from exposure to laser radiation. The optoelectronic module contains a common input window, a video camera with a lens, a photodetector and an imaging unit, a laser rangefinder with a lens, a photodetector and a laser control unit, a sync generator, the first output of which is connected to the input of the imaging unit, and the second output is connected to the input of the laser control unit om.Tehnichesky result is to increase the protection of the photodetector tract camcorder when it is working with a laser rangefinder from both intrainstrument flare and radiation reflected from objects in the vicinity of the device. Another technical result is to simplify the design of the device. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, в частности к элементам защиты самих оптико-электронных приборов от воздействия лоцирующего лазерного излучения.The utility model relates to the field of optical instrumentation, in particular to the elements of protection of the optoelectronic devices themselves from exposure to laser radiation.

Известна приемная оптическая система оптико-электронного прибора [RU №2098840, G01S 17/00, G03B 9/00, опубл. 10.12.1997], содержащая входное окно, апертурную диафрагму, объектив, конденсор, приемник излучения, камеру с прозрачными для лазерного излучения стенками, U-образную трубку, поршень и отражающий элемент.Known receiving optical system of an optoelectronic device [RU No. 2098840, G01S 17/00, G03B 9/00, publ. 12/10/1997], comprising an entrance window, an aperture diaphragm, a lens, a condenser, a radiation receiver, a chamber with walls transparent for laser radiation, a U-shaped tube, a piston, and a reflective element.

Устройство направлено на повышение его защищенности от воздействия потоков частотно-импульсного лазерного излучения в широком спектральном диапазоне.The device is aimed at increasing its security against the effects of flux-frequency laser radiation in a wide spectral range.

Признаки аналога совпадают со следующими признаками предлагаемой полезной модели.The features of the analogue coincide with the following features of the proposed utility model.

Аналог содержит корпус, входное окно, объектив, приемник излучения.The analogue contains a housing, an input window, a lens, a radiation receiver.

К недостаткам известного аналога можно отнести большие габариты и массу, а так же сложность конструкции.The disadvantages of the known analogue include large dimensions and weight, as well as the complexity of the design.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков является приемно-передающее оптическое устройство [RU №2398252, G02B 23/02; G01S 7/48, опубл. 27.08.2010], содержащие входное окно, корпус, в котором размещены: объектив, лазерный излучатель, плоское зеркало с осевым отверстием, обтекатель, аттенюатор, фотоприемник, блок обработки информации.The closest analogue (prototype) to the proposed utility model in terms of the essential features is the receiving and transmitting optical device [RU No. 2398252, G02B 23/02; G01S 7/48, publ. 08/27/2010], containing the input window, the housing in which are located: a lens, a laser emitter, a flat mirror with an axial hole, a fairing, an attenuator, a photodetector, an information processing unit.

Известный прототип направлен на защиту фотоприемника в момент излучения лазера как от внутриприборных засветок, так и от излучения, отраженного от близкорасположенных объектов наблюдения.A well-known prototype is aimed at protecting the photodetector at the time of laser radiation from both intra-instrument illumination and radiation reflected from nearby observation objects.

Признаки прототипа совпадают со следующими признаками предлагаемой полезной модели.The features of the prototype coincide with the following features of the proposed utility model.

Прототип содержит входное окно, корпус, объектив, лазерный излучатель, плоское зеркало с осевым отверстием, фотоприемник, блок обработки информации.The prototype contains an input window, a housing, a lens, a laser emitter, a flat mirror with an axial hole, a photodetector, an information processing unit.

К недостаткам известного прототипа можно отнести большие габариты и массу, а так же сложность конструкции. Объектив прототипа выполнен в виде двух оптических звеньев, между которыми установлен аттеньюатор, представляющий затвор, работающий на эффекте нарушения полного внутреннего отражения. Кроме того, часть лазерного излучения, отраженного от близкорасположенного лоцируемого объекта, все же попадает на фотоприемник из-за того, что закрытое состояние затвора характеризуется минимальным пропусканием лучевой энергии.The disadvantages of the known prototype include large dimensions and weight, as well as the complexity of the design. The prototype lens is made in the form of two optical links, between which an attenuator is installed, representing a shutter operating on the effect of violation of total internal reflection. In addition, part of the laser radiation reflected from a nearby located object nevertheless falls on the photodetector due to the fact that the closed state of the shutter is characterized by minimal transmission of radiation energy.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в повышении защиты фотоприемной матрицы видеокамеры от воздействия импульсного лазерного излучения, а так же в уменьшении массогабаритных характеристик и в упрощении конструкции устройства.The problem to which the proposed utility model is aimed is to increase the protection of the photodetector matrix of the camera from the effects of pulsed laser radiation, as well as to reduce the overall dimensions and simplify the design of the device.

Технические результаты, достигаемые при решении поставленной задачи, заключаются в повышении защиты фотоприемной матрицы видеокамеры от воздействия импульсного лазерного излучения, а так же в упрощении конструкции устройства.The technical results achieved in solving the problem are to increase the protection of the photodetector matrix of the camera from exposure to pulsed laser radiation, as well as to simplify the design of the device.

Технические результаты достигаются за счет того, что в оптико-электронный модуль, содержащий входное окно, корпус, в котором размещены: видеокамера, включающая телевизионный объектив, фотоприемную матрицу и блок формирования изображения, лазерный дальномер, включающий объектив, плоское зеркало с осевым отверстием, фотоприемник и блок управления лазером, может быть введен синхрогенератор, первый выход которого может быть подключен к входу блока формирования изображения, а второй выход синхрогенератора может быть подключен к входу блока управления лазером.Technical results are achieved due to the fact that in the optical-electronic module containing the input window, the housing in which are located: a video camera including a television lens, a photodetector and an image forming unit, a laser range finder, including a lens, a flat mirror with an axial hole, a photodetector and a laser control unit, a sync generator can be introduced, the first output of which can be connected to the input of the image forming unit, and the second output of the sync generator can be connected to the input of the unit laser control.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется графическими изображениями.The essence of the proposed utility model is illustrated by graphic images.

На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства.In FIG. 1 is an optical diagram of a device.

На фиг. 2 представлена временная диаграмма работы устройства.In FIG. 2 shows a timing diagram of the operation of the device.

Пример конкретного выполнения оптико-электронного модуля представлен на фиг. 1. Оптико-электронный модуль содержит общее входное окно 1, корпус 2, в котором размещены видеокамера, включающая телевизионный объектив 4, фотоприемную матрицу 5 и блок формирования изображения 6, лазерный дальномер, включающий объектив 3; плоское зеркало 7 с осевым отверстием, фотоприемник 8 и блок управления лазером 10. Синхрогенератор 9 имеет два выхода. Первый выход синхрогенератора 9 подключен к входу блока формирования изображения 6. Второй выход синхрогенератора 9 подключен к входу блока управления лазером 10.An example of a specific implementation of the optoelectronic module is shown in FIG. 1. The optoelectronic module comprises a common input window 1, housing 2, in which a video camera including a television lens 4, a photodetector 5 and an imaging unit 6, a laser range finder, including a lens 3; a flat mirror 7 with an axial hole, a photodetector 8 and a laser control unit 10. The sync generator 9 has two outputs. The first output of the clock 9 is connected to the input of the image forming unit 6. The second output of the clock 9 is connected to the input of the laser control unit 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Лазерный излучатель (не показан), работая в частотно-импульсном режиме, облучает лоцируемый объект. Отраженное от объекта излучение проходит через входное окно 1, объектив 3, отражается от двух плоских зеркал, в том числе от зеркала 7, и попадает на фотоприемник 8 лазерного дальномера. Отраженное от лоцируемого объекта излучение также проходит через общее входное окно 1, телевизионный объектив 4 и попадает на фотоприемную матрицу 5 видеокамеры.A laser emitter (not shown), operating in a pulse-frequency mode, irradiates a located object. The radiation reflected from the object passes through the input window 1, lens 3, is reflected from two flat mirrors, including mirror 7, and enters the photodetector 8 of the laser range finder. The radiation reflected from the positioned object also passes through the common input window 1, the television lens 4, and enters the photodetector matrix 5 of the video camera.

Совместная работа лазерного дальномера и видеокамеры на близких частотах через общее входное окно 1 является причиной создания помех в работе видеокамеры. По принципу работы видеокамеры изображение лоцируемых объектов строится покадрово. Между кадрами изображения есть некий промежуток по времени. С помощью синхрогенератора 9 измерение дальности осуществляется в промежутках времени между кадрами видеоизображения.The joint operation of the laser rangefinder and the camcorder at close frequencies through a common input window 1 is the cause of interference in the camcorder. According to the principle of the video camera, the image of the located objects is built frame by frame. Between the frames of the image there is a certain time interval. Using a clock 9, a range measurement is carried out in time intervals between frames of a video image.

Происходит это следующим образом. Синхрогенератор 9 выдает синхроимпульс в блок формирования изображения 6 на начало пуска кадра видеоизображения (фиг. 2). По истечении времени накопления заряда (время экспозиции) синхрогенератор 9 выдает синхроимпульс в блок 6 на окончание кадра видеоизображения (фиг. 2). После этого синхрогенератор 9 выдает синхроимпульс в блок управления лазером 10 на пуск лазерного излучателя (фиг. 2). Период кадра видеоизображения Т составляет величину порядка 5 миллисекунд. Время накопления заряда (время экспозиции) τ находится в пределах 3…4 миллисекунд. Длительность импульса лазерного излучения 5…10 наносекунд. Таким образом осуществляется защита фотоприемного тракта видеокамеры от воздействия лазерного излучения.It happens as follows. The clock generator 9 generates a clock pulse in the image forming unit 6 at the start of the start of the video image frame (Fig. 2). After the accumulation time of the charge (exposure time), the clock 9 generates a clock in block 6 at the end of the frame of the video image (Fig. 2). After that, the clock 9 generates a clock in the control unit of the laser 10 to start the laser emitter (Fig. 2). The period of the video frame T is of the order of 5 milliseconds. The charge accumulation time (exposure time) τ is within 3 ... 4 milliseconds. The laser pulse duration is 5 ... 10 nanoseconds. Thus, the photodetector path of the camera is protected from laser radiation.

Использование полезной модели позволит повысить защиту фотоприемного тракта видеокамеры при ее совместной работе с лазерным дальномером на близких частотах через общее входное окно как от внутриприборных засветок, так и от излучения, отраженного от объектов, находящихся в непосредственной близости от устройства.Using the utility model will increase the protection of the photodetector path of the camcorder during its joint operation with the laser range finder at close frequencies through the common input window both from intra-instrument illumination and from radiation reflected from objects located in the immediate vicinity of the device.

Claims (1)

Оптико-электронный модуль, содержащий входное окно, корпус, в котором размещены: видеокамера, включающая телевизионный объектив, фотоприёмную матрицу и блок формирования изображения, лазерный дальномер, включающий объектив, плоское зеркало с осевым отверстием, фотоприемник и блок управления лазером, отличающийся тем, что введён синхрогенератор, первый выход которого подключён к входу блока формирования изображения, а второй выход синхрогенератора подключён к входу блока управления лазером.An optical-electronic module containing an input window, a housing in which are arranged: a video camera including a television lens, a photodetector and an image forming unit, a laser range finder including a lens, a flat mirror with an axial hole, a photodetector and a laser control unit, characterized in that a synchro-generator is introduced, the first output of which is connected to the input of the imaging unit, and the second output of the synchro-generator is connected to the input of the laser control unit.