RU2116618C1 - Angle meter - Google Patents
Angle meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116618C1 RU2116618C1 RU94020635A RU94020635A RU2116618C1 RU 2116618 C1 RU2116618 C1 RU 2116618C1 RU 94020635 A RU94020635 A RU 94020635A RU 94020635 A RU94020635 A RU 94020635A RU 2116618 C1 RU2116618 C1 RU 2116618C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- analyzer
- image
- test object
- periodic structure
- period
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборам для неконтактного прямого измерения углов, угловых координат и угловых перемещений, конкретнее к оптическим и оптико-электронным измерителям углов коллимационного, автоколлимационного и авторефлексионного типа. Оно может быть использовано также в приборах для геометрических или оптико-физических измерений, использующих преобразование измеряемой величины в угол. The invention relates to devices for non-contact direct measurement of angles, angular coordinates and angular displacements, and more particularly to optical and optoelectronic meters of angles of the collimation, autocollimation and auto-reflection type. It can also be used in devices for geometric or optical-physical measurements, using the conversion of the measured value into an angle.
Известны измерители углов, базирующиеся на методах геометрической оптики. Эти методы основаны на формировании изображения тест-объекта в плоскости анализа, линейное положение которого связано по известному закону с угловым положением контролируемого объекта. Такие измерители содержат в своем составе тест-объект, оптическую систему, у которой часть компонентов связана с контролируемым объектом, и анализатор изображения. Оптическая система формирует изображение тест-объекта в приемной плоскости анализатора координат изображения. Угловые развороты компонентов оптической системы, связанных с контролируемым объектом, приводят к линейному сдвигу изображения тест-объекта. Known angle meters based on the methods of geometric optics. These methods are based on the formation of the image of the test object in the plane of analysis, the linear position of which is connected according to a well-known law with the angular position of the controlled object. Such meters include a test object, an optical system in which some of the components are connected to a controlled object, and an image analyzer. The optical system forms an image of the test object in the receiving plane of the image coordinate analyzer. The angular turns of the components of the optical system associated with the controlled object, lead to a linear shift of the image of the test object.
Линейное положение изображения при этом измеряется анализатором координат изображения, представляющим собой либо шкалу или другое устройство, с помощью которого оператор измеряет координаты изображения, либо фотоэлектрический блок для автоматического измерения координат. К таким методам относятся, в частности, коллимационный, автоколлимационный и авторефлексионный методы измерения углов. The linear position of the image is measured by the image coordinate analyzer, which is either a scale or other device with which the operator measures the coordinates of the image, or a photovoltaic unit for automatic measurement of coordinates. Such methods include, in particular, collimation, auto-collimation and auto-reflection methods for measuring angles.
На фиг. 1 показан автоколлимационный метод определения углов ([1] стр. 32). Излучение от излучающего тест-объекта 1 формируется в параллельный пучок коллимационным объективом 2, отражается автоколлимационным элементом 3 обратно в объектив и фокусируется в его фокальной плоскости в виде изображения 4. С контролируемым объектом в данном методе связан автоколлимационный элемент. In FIG. 1 shows the autocollimation method for determining angles ([1] p. 32). The radiation from the emitting
В случае использования в качестве автоколлимационного элемента плоского зеркала, смещение изображения связано с углом взаимного разворота коллиматора и зеркала формулой
tg(2ω) = y′/f′.
В качестве автоколлимационного элемента может использоваться плоское зеркало или другой оптический элемент, способный отражать параллельный пучок по какому-либо закону (например, тетраэдрический светоотражатель [2]). Как правило, такие элементы применяются для масштабирования коэффициента связи угла разворота контролируемого объекта и угла разворота пучка.In the case of using a flat mirror as an autocollimation element, the image displacement is related to the angle of mutual rotation of the collimator and the mirror by the formula
tg (2ω) = y ′ / f ′.
A plane mirror or other optical element capable of reflecting a parallel beam according to some law (for example, a tetrahedral reflector [2]) can be used as an autocollimation element. Typically, such elements are used to scale the coupling coefficient of the angle of rotation of the controlled object and the angle of rotation of the beam.
На фиг. 2 изображена упрощенная схема отечественного цифрового фотоэлектрического автоколлиматора ([1] стр. 343). Пучок лучей от источника излучения 5 собирается конденсором 6 в плоскости тест-объекта в виде щелевой марки 1, установленной в фокальной плоскости объектива 2, потом отражается от полупрозрачного зеркала 7, попадает в объектив 2 и формируется им в параллельный пучок, отражающийся контрольным элементом 3 в обратном направлении. Этот параллельный пучок лучей фокусируется объективом 2 в плоскости щели виброщелевого анализатора изображения 8, проецируя туда изображение марки 6. При этом пучок лучей проходит через полупрозрачное зеркало 7. Модулированный виброщелевым анализатором 8 поток излучения от марки 6 попадает на фотоприемник 9, установленный за анализатором, далее сигнал обрабатывается анализатором координат изображения 10. In FIG. 2 shows a simplified diagram of a domestic digital photoelectric autocollimator ([1] p. 343). The beam of rays from the
На фиг. 3 изображен прототип [3]. Излучение от тест-объекта в виде излучающего диода 1 формируется коллимационным объективом 2 в параллельный пучок и попадает на плоское зеркало 3, связанное с контролируемым объектом. Отраженный от зеркала параллельный пучок попадает обратно на коллимационный объектив и фокусируется на дифференциальном фотоприемнике 9, электрически связанном с анализатором координат изображения 10. Координаты изображения тест-объекта определяются угловым положением плоского зеркала и не зависят от линейных перемещений зеркала. Электронный блок анализатора координат изображения измеряет координаты пятна по распределению воспринимаемой энергии на площадках фотоприемника. In FIG. 3 shows a prototype [3]. The radiation from the test object in the form of a
Недостатком известных типов измерителей является низкая точность и малый диапазон измеряемых углов. A disadvantage of the known types of meters is low accuracy and a small range of measured angles.
Эти характеристики измерителей определяются, прежде всего, возможностями анализатора координат изображения. Любой тип анализатора координат изображения имеет предельное для этого типа пространственное разрешение и предельный диапазон измеряемых величин, ограниченные различными физическими причинами. These characteristics of the meters are determined primarily by the capabilities of the image coordinate analyzer. Any type of image coordinate analyzer has an extreme spatial resolution for this type and an extreme range of measured values, limited by various physical reasons.
В некоторых пределах, точность и диапазон измеряемых углов измерителя, для выбранного анализатора изображения, можно взаимно "обменивать", изменяя фокусные расстояния оптики или конструктивные параметры автоколлимационного элемента, однако одновременно повышать точность и диапазон углов нельзя. Поэтому для оценки возможностей измерителя по точности и диапазону целесообразно ввести термин "число измеряемых отсчетов", под которым понимается отношение диапазона измеряемых величин к точности измерения. "Числом измеряемых отсчетов" можно характеризовать как сам измеритель, так и его анализатор изображения (применительно к линейным величинам). Within certain limits, the accuracy and the range of measured angles of the meter, for the selected image analyzer, can be mutually “exchanged” by changing the focal lengths of the optics or the design parameters of the autocollimation element, but it is impossible to increase the accuracy and range of angles at the same time. Therefore, to assess the capabilities of the meter in terms of accuracy and range, it is advisable to introduce the term "number of measured samples", which is understood as the ratio of the range of measured values to the measurement accuracy. By the "Number of measured readings" one can characterize both the meter itself and its image analyzer (as applied to linear quantities).
При отсутствии жестких требований по диапазону измеряемых углов точность ограничивается конечной точностью измерения линейной координаты изображения анализатором изображения и предельными допустимыми габаритами оптической системы. In the absence of strict requirements on the range of measured angles, the accuracy is limited by the final accuracy of measuring the linear coordinate of the image by the image analyzer and the maximum permissible dimensions of the optical system.
Для автоколлимационного метода, например, предельное угловое разрешение dW связано с линейным разрешением анализатора dY через фокусное расстояние коллиматора: tg(2dW) = dY'/f'. Очевидно, что при определенном dY точность будет расти (dW -уменьшаться) с увеличением фокусного расстояния. Однако фокусное расстояние нельзя увеличивать до бесконечности, т.к. оно с одной стороны ограничено разумными габаритами измерителя, с другой стороны - через дифракционные и энергетические ограничения связано с диаметром объектива, который также не может быть бесконечно большим из-за технологических и габаритных ограничений. For the autocollimation method, for example, the limiting angular resolution dW is related to the linear resolution of the analyzer dY through the focal length of the collimator: tg (2dW) = dY '/ f'. Obviously, with a certain dY, the accuracy will increase (dW -decrease) with increasing focal length. However, the focal length cannot be increased indefinitely, because on the one hand, it is limited by the reasonable dimensions of the meter, and on the other hand, through diffraction and energy limitations, it is associated with the diameter of the lens, which also cannot be infinitely large due to technological and dimensional limitations.
При наличии требований по диапазону измеряемых углов W, точность ограничивается числом измеряемых отсчетов анализатора координат изображения N: dW= W/N. Так, например, для автоматического анализатора, реализованного на фотоприемнике в виде линейки из 1024 элементов, для точечного изображения, предельное количество измеряемых отсчетов составляет 1024 отсчета, предельная точность измерения угла при заданном диапазоне измеряемых углов W соответственно - W/1024. Если использовать неточечное изображение с последующей цифровой обработкой типа "взвешивание" центра тяжести сигнала, то удается достичь точности до десятых долей элемента ([4] стр. 59), что для выпускаемых в настоящее время линейных фотоприемников, по-видимому, является пределом. Количество измеряемых отсчетов составит, для такого метода и линейки из 1024 элементов, несколько тысяч отсчетов. При использовании фотоприемника в виде матрицы чувствительных элементов, для тест-объекта в виде полосы с определенным профилем яркости удается повысить точность (в долях элемента) за счет усреднения измеренной координаты по столбцам или строкам. В целом, учитывая, что линейки в настоящее время содержат до 4000 элементов, а матрицы до 1000х1000 (зарубежные) эти разновидности метода "взвешивания" дают близкие результаты. Таким образом, число измеряемых отсчетов в известных измерителях, использующих многоэлементные фотоприемники, пропорционально числу элементов в направлении измеряемой координаты. If there are requirements for the range of measured angles W, the accuracy is limited by the number of measured samples of the image coordinate analyzer N: dW = W / N. So, for example, for an automatic analyzer implemented on a photodetector in the form of a line of 1024 elements for a point image, the maximum number of measured samples is 1024 samples, the maximum accuracy of measuring the angle for a given range of measured angles W, respectively, is W / 1024. If you use a non-point image followed by digital processing such as "weighing" the center of gravity of the signal, you can achieve accuracy to tenths of an element ([4] p. 59), which seems to be the limit for currently available linear photodetectors. The number of measured samples will be, for this method and a line of 1024 elements, several thousand samples. When using a photodetector in the form of a matrix of sensitive elements, for a test object in the form of a strip with a certain brightness profile, it is possible to increase the accuracy (in fractions of an element) by averaging the measured coordinate in columns or rows. In general, given that the rulers currently contain up to 4000 elements, and matrices up to 1000x1000 (foreign), these varieties of the "weighing" method give close results. Thus, the number of measured readings in known meters using multi-element photodetectors is proportional to the number of elements in the direction of the measured coordinate.
Итак, точность и диапазон измеряемых углов измерителя лимитируются точностью измерения линейных величин и числом измеряемых линейных величин. So, the accuracy and range of measured angles of the meter are limited by the accuracy of measuring linear quantities and the number of measured linear quantities.
Поставленная задача решается тем, что использованием комбинационного взаимодействия периодических структур с одной стороны увеличивается точность измерения линейных величин, с другой стороны - увеличивается число измеряемых отсчетов для одного и того же типа анализатора. The problem is solved by the fact that using the combinational interaction of periodic structures, on the one hand, the accuracy of measuring linear quantities increases, on the other hand, the number of measured samples for the same type of analyzer increases.
Для этого используются анализатор изображения, содержащий периодическую структуру (например, линейку фотоприемников) или дополненный такой структурой (например, растром из периодических полос, размещаемым в плоскости изображения тест-объекта), и тест-объект, выполненный в виде растра, содержащего ряд периодических полос и марку. Период полос растра должен быть такой, чтобы его изображение (с учетом увеличения оптики) образовывало с периодической структурой анализатора комбинационное взаимодействие нониусного типа. To do this, use an image analyzer containing a periodic structure (for example, a line of photodetectors) or supplemented with such a structure (for example, a raster of periodic strips placed in the image plane of the test object), and a test object made in the form of a raster containing a number of periodic strips and brand. The period of the raster bands should be such that its image (taking into account the increase in optics) forms a nonius type combination interaction with the periodic structure of the analyzer.
Для иллюстрации образования комбинационного взаимодействия периодической структуры растра с периодически расположенными элементами фотоприемной линейки, на фиг. 4 а) показано наложение изображения растра в виде периодических полос на фоточувствительные элементы. Размер элементов, в данном примере, равен 0,5 периода расположения. Период изображения растра отличается на малое значение от периода расположения элементов в фотоприемной линейке (в данном примере, период расположения элементов меньше периода изображения полос, но может отличаться и в большую сторону). Если изображение полос на фотоприемнике расположено так, что полностью засвечивается светлой полосой первый фоточувствительный элемент, то элементы в середине линейки, в результате накапливающегося смещения расположения элементов относительно соответствующих полос из-за отличия в периодах, будут затемнены (на этом чертеже и далее более освещенным участкам изображения условно соответствует более темный тон). Соответствующий профиль электрического сигнала U, в функции линейной координаты, показан на фиг. 4 б) (повернут на 90o для соотнесения с изображением растра в плоскости фотоприемной линейки). Фиг. 4 в) демонстрирует наложение изображения растра на линейку с малым зазором между элементами, характерным для фотоприемников с зарядовой связью; фиг. 4 г) и д) - соответствующие профили сигналов с нечетных (г) и четных (д) элементов. Сигналы с четных и нечетных элементов показаны отдельно потому, что их огибающие находятся в данном варианте в противофазе.To illustrate the formation of the Raman interaction of the periodic structure of the raster with periodically located elements of the photodetector line, in FIG. 4a) shows the superposition of the raster image in the form of periodic bands on photosensitive elements. The size of the elements, in this example, is 0.5 of the layout period. The period of the image of the raster differs by a small value from the period of the arrangement of elements in the photodetector line (in this example, the period of arrangement of elements is less than the period of the image of the stripes, but may also differ). If the image of the stripes on the photodetector is positioned so that the first photosensitive element is completely illuminated by a light strip, then the elements in the middle of the ruler, due to the accumulated displacement of the arrangement of the elements relative to the corresponding bands due to the difference in periods, will be darkened (in this drawing and further more illuminated areas image conditionally corresponds to a darker tone). The corresponding profile of the electrical signal U, as a function of the linear coordinate, is shown in FIG. 4 b) (rotated by 90 o for correlation with the image of the raster in the plane of the photodetector line). FIG. 4 c) shows the superposition of a raster image on a ruler with a small gap between the elements characteristic of charge-coupled photodetectors; FIG. 4 g) and e) are the corresponding signal profiles from odd (g) and even (d) elements. Signals from even and odd elements are shown separately because their envelopes are in antiphase in this embodiment.
Полученный в результате взаимодействия периодических структур фотоприемника и растра комбинационный сигнал перемещается с большей скоростью, чем изображение растра. При смещении изображения растра на 0,1 периода фотоприемника комбинационный сигнал перемещается на 0,1 длины линейки, а при смещении изображения на один период комбинационный сигнал в форме горба перемещается на всю длину линейки и принимает прежний вид (фиг. 5). При смещении изображения растра на величины, кратные периоду T фотоприемной линейки (T•N), профиль сигнала соответствует нулевому положению. У обычно используемых тест-объектов, не образующих комбинационного взаимодействия, для соответствующего перемещения сигнала требуется перемещение изображения на 0,1 длины линейки и на всю линейку соответственно, т.е. большее во столько раз, сколько имеется элементов в линейке. Измеренная координата комбинационного сигнала в пропорции к длине фотоприемной линейки соответствует перемещению изображения тест-объекта на соответствующую долю периода расположения элементов. The combination signal obtained as a result of the interaction of the periodic structures of the photodetector and the raster moves with greater speed than the image of the raster. When the raster image is shifted by 0.1 period of the photodetector, the combination signal moves by 0.1 length of the ruler, and when the image is shifted by one period, the hump-shaped combinational signal moves to the entire length of the ruler and takes its former form (Fig. 5). When the raster image is shifted by values that are multiples of the period T of the photodetector line (T • N), the signal profile corresponds to the zero position. For commonly used test objects that do not form a Raman interaction, the corresponding movement of the signal requires moving the image by 0.1 length of the ruler and the entire ruler, respectively, i.e. as many times as many elements in the ruler. The measured coordinate of the Raman signal in proportion to the length of the photodetector line corresponds to the displacement of the image of the test object by the corresponding fraction of the period the elements are located.
Таким образом, тест-объект в форме периодических полос, с малым отличием периода d= T/N (или d<T/N), в плоскости изображения, от периода T фотоприемной линейки, содержащей N элементов, позволяет повысить точность измерения угла при равном числе измеряемых отсчетов анализатора и равном фокусном расстоянии в N раз. Диапазон измеряемых углов при этом уменьшится тоже в N раз. Такой растр соответствует п.4 формулы изобретения. Thus, a test object in the form of periodic stripes, with a small difference in the period d = T / N (or d <T / N), in the image plane, from period T of the photodetector line containing N elements, allows to increase the accuracy of measuring the angle at equal the number of measured samples of the analyzer and the equal focal length N times. The range of measured angles will also decrease by N times. Such a raster corresponds to claim 4.
Для увеличения числа измеряемых отсчетов, тест-объект по п.1 формулы изобретения содержит, кроме растра, дополнительно, марку, перемещение изображения которой приводит к равному перемещению сигнала по фотоприемнику (т.е. обычного, не комбинационного типа). В таком тест-объекте, марка формирует сигнал грубого отсчета (соответствующий перемещению изображения на целое число периодов расположения элементов фотоприемной линейки), а комбинационное взаимодействие анализатора с растром формирует сигнал точного отсчета (соответствующий перемещению на доли периода). Суммарный сигнал, таким образом, будет содержать информацию о перемещении изображения в периодах и долях периода. To increase the number of measured readings, the test object according to
Один из вариантов тест-объекта, выполненного в виде полутонового транспаранта, содержащего периодические полосы и марку, отличающуюся от полос повышенным коэффициентом пропускания и большей шириной, показан на фиг. 6: в) профиль коэффициента пропускания транспаранта; а) изображение транспаранта, наложенное на фотоприемник; б) соответствующий профиль сигнала на фотоприемной линейке. В данном примере сигнал от марки больше комбинационного по амплитуде, и может быть автоматически выделен от него как цифровым, так и аналоговым устройством. One of the variants of the test object made in the form of a grayscale banner containing periodic stripes and a mark that differs from the stripes by a higher transmittance and a wider width is shown in FIG. 6: c) transparency transmittance profile; a) an image of a banner superimposed on a photodetector; b) the corresponding signal profile on the photodetector line. In this example, the signal from the brand is larger than the Raman in amplitude, and can be automatically isolated from it by both a digital and an analog device.
Фиг. 7 а) иллюстрирует изменения профиля сигнала на линейке из 50-ти элементов при пяти последовательных смещениях изображения транспаранта на 0,2 периода фоточувствительных элементов линейки, б) при пяти последовательных смещениях на 5 периодов. Как видно из чертежа, в случае малых подвижек а) неподвижен грубый отсчет, в случае б) неподвижен точный отсчет. FIG. 7 a) illustrates changes in the signal profile on a line of 50 elements at five consecutive displacements of the transparency image by 0.2 periods of the photosensitive elements of the line, b) at five consecutive displacements over 5 periods. As can be seen from the drawing, in the case of small movements a) the coarse reference is stationary, in case b) the exact reference is stationary.
Использование одновременно грубого и точного отсчетов позволяет повысить число измеряемых отсчетов измерителя при одном и том же числе отсчетов анализатора. Допустим, что используется фотоприемная линейка из 1000 элементов, приведенный в примере растр и точность измерения координаты анализатором на линейке составляет для протяженного и малоразмерного сигнала 1 элемент (реально точность для протяженного сигнала выше, но в данном примере это не существенно). Тогда, для известного измерителя точность измерения линейной координаты изображения составит 1 элемент, число измеряемых отсчетов 1000, для измерителя с тест-объектом из периодических полос 0,001 и 1000 соответственно, а для тест-объекта из полос и марки 0,001 и 1000000. Таким образом, в известных измерителях число измеряемых угловых отсчетов пропорционально числу измеряемых отсчетов анализатора изображения, а в заявляемом измерителе число измеряемых отсчетов пропорционально квадрату числа отсчетов анализатора (число грубых отсчетов х число точных отсчетов). Using both coarse and accurate samples allows you to increase the number of measured samples of the meter with the same number of samples of the analyzer. Suppose that a photodetector line of 1000 elements is used, the raster shown in the example and the accuracy of measuring the coordinate by the analyzer on the ruler is 1 element for an extended and small signal (the accuracy for an extended signal is actually higher, but this is not essential in this example). Then, for a known meter, the accuracy of measuring the linear coordinate of the image will be 1 element, the number of measured samples 1000, for a meter with a test object from the periodic bands of 0.001 and 1000, respectively, and for a test object from the bands and marks of 0.001 and 1,000,000. Thus, in known meters the number of measured angular samples is proportional to the number of measured samples of the image analyzer, and in the inventive meter, the number of measured samples is proportional to the square of the number of samples of the analyzer (the number of rough samples x the number is exact samples).
Кроме изображенной полосатой периодической структуры, тест-объект может иметь и любую другую периодическую структуру, обеспечивающую формирование требуемого комбинационного сигнала. In addition to the depicted striped periodic structure, the test object can have any other periodic structure that ensures the formation of the desired combination signal.
На фиг. 8 показан пример структуры, периодической в двух ортогональных направлениях, которая дает возможность контролировать углы по 2 координатам. Фиг. 8 а) иллюстрирует изображение двухмерной структуры в приемной плоскости анализатора с матричным фотоприемником; фиг. 8 б) с линейным фотоприемником в одном из 2 приемных каналов. In FIG. Figure 8 shows an example of a structure that is periodic in two orthogonal directions, which makes it possible to control angles in 2 coordinates. FIG. 8 a) illustrates an image of a two-dimensional structure in the receiving plane of an analyzer with an array photodetector; FIG. 8 b) with a linear photodetector in one of 2 receiving channels.
Двухмерная структура может быть также криволинейной, например в тех измерителях, где имеет место поворот изображения тест-объекта в процессе его перемещения. The two-dimensional structure can also be curved, for example, in those meters where the image of the test object rotates during its movement.
Тест-объект может иметь также две периодические структуры для контроля углов по двум координатам. A test object can also have two periodic structures for controlling angles in two coordinates.
Фиг. 9 иллюстрирует изображение подобного тест-объекта в приемной плоскости анализатора с двумя линейными фотоприемниками. FIG. 9 illustrates an image of such a test object in the receiving plane of an analyzer with two linear photodetectors.
Тест-объект может быть выполнен любым известным способом, например в виде подсвечиваемых прорезей на листовом материале или покрытий с переменным коэффициентом пропускания на прозрачной подложке или зеркальной, или, напротив, в виде зеркального покрытия на непрозрачной подложке. The test object can be performed in any known manner, for example, in the form of illuminated slots on a sheet material or coatings with a variable transmittance on a transparent substrate or a mirror, or, conversely, in the form of a mirror coating on an opaque substrate.
Тест-объект также может быть выполнен в виде набора периодически расположенных источников излучения (например, линейка или матрица светодиодов). The test object can also be made in the form of a set of periodically located radiation sources (for example, a ruler or matrix of LEDs).
В тех вариантах, где структура с маркой не являются сами по себе источниками излучения, в состав тест-объекта могут входить источник излучения и оптическая осветительная система. In those cases where the structure with the brand are not in themselves sources of radiation, the test object may include a radiation source and an optical lighting system.
Марка может быть реализована любым способом, обеспечивающим ее идентификацию на фоне комбинационного сигнала автоматическим анализирующим устройством или оператором. Для этого могут быть использованы следующие способы выделения марки:
коэффициент пропускания (отражения, излучения) марки существенно выше или ниже соответствующего коэффициента периодических элементов растра;
ширина марки существенно отличается от периода полос;
профиль коэффициента пропускания (отражения, излучения) содержит характерные модуляции.The brand can be implemented in any way that ensures its identification against the background of the combination signal by an automatic analyzing device or operator. For this, the following methods of marking can be used:
transmittance (reflection, radiation) of the brand is significantly higher or lower than the corresponding coefficient of the periodic elements of the raster;
the width of the mark differs significantly from the period of the strips;
the transmittance profile (reflection, radiation) contains characteristic modulations.
Очевидно, что эти способы могут быть комбинированы. В показанном, например, на фиг. 6 в) тест-объекте, марка отличается большей шириной и большим коэффициентом пропускания в сравнении с периодическими полосами. Для того, чтобы марка такого типа не исчезала в промежутках между дискретными элементами фотоприемника или полосами анализирующего растра, размер ее изображения в общем случае не должен быть менее одного периода в плоскости анализа (это не строгое ограничение). Obviously, these methods can be combined. In the example shown in FIG. 6 c) a test object, the brand is distinguished by a larger width and a higher transmittance in comparison with periodic bands. In order for a mark of this type not to disappear in the gaps between the discrete elements of the photodetector or the bands of the analyzing raster, the size of its image in the general case should not be less than one period in the plane of analysis (this is not a strict restriction).
Марка может быть выполнена в виде ступеньки в коэффициенте пропускания (отражения, излучения) полос растра и/или фона. На фиг. 10 показаны профили растра с 3 вариантами ступеньки. The mark can be made in the form of a step in the transmittance (reflection, radiation) of the bands of the raster and / or background. In FIG. 10 shows raster profiles with 3 step options.
Марка также может быть выполнена в виде одного или нескольких локальных нарушений периодичности растра - фиг. 11 а) профиль коэффициента пропускания растра без нарушений периодичности, б) однократное нарушение периодичности, при котором левая и правая части растра "смещены" относительно друг друга, в) двойное нарушение периодичности, при котором левая и правая части растра являются единым растром, а средняя небольшая часть смещена относительно них. The mark can also be made in the form of one or more local violations of the raster periodicity - Fig. 11 a) the profile of the transmittance of the raster without violations of periodicity, b) a single violation of the periodicity, in which the left and right parts of the raster are “shifted” relative to each other, c) double violation of the periodicity, in which the left and right parts of the raster are a single raster, and the average a small part is offset relative to them.
Фиг. 11 г), д) и e) - соответствующие профили сигналов с фотоприемника. В растрах а), б) и в) части "сдвинуты", но периоды в разных частях одинаковы. Кроме показанных нарушений периодичности в виде "сдвига", могут быть использованы изменения в виде отличия периодов в разных частях растра, а также комбинация этих видов. Марки в виде нарушений периодичности удобны тем, что не требуют дополнительных уровней коэффициента пропускания (отражения, излучения), кроме тех, что используются для формирования периодических полос. FIG. 11 g), e) and e) are the corresponding signal profiles from the photodetector. In rasters a), b) and c) the parts are “shifted”, but the periods in different parts are the same. In addition to the shown violations of the periodicity in the form of a “shift”, changes in the form of difference in periods in different parts of the raster, as well as a combination of these types, can be used. Stamps in the form of periodicity violations are convenient in that they do not require additional levels of transmittance (reflection, radiation), other than those used to form periodic bands.
Тест-объект может содержать несколько марок. Наличие отличимых друг от друга марок позволяет дополнительно увеличить диапазон измеряемых углов (или уменьшить требуемое количество дискретных отсчетов анализатора). Расстояние между марками должно обеспечивать попадание в приемную плоскость анализатора изображения хотя бы одной марки. Отличительные признаки марки при этом позволят распознать участок диапазона углов, которому соответствует видимая марка. Марки могут отличаться друг от друга количеством полос в каждой марке или любыми вышеописанными способами. A test object may contain several brands. The presence of distinguishable marks makes it possible to further increase the range of measured angles (or reduce the required number of discrete samples of the analyzer). The distance between the marks should ensure that at least one brand hits the receiving plane of the image analyzer. The distinguishing features of the brand in this case will allow you to recognize the portion of the range of angles to which the visible mark corresponds. Stamps may differ from each other by the number of stripes in each brand or by any of the methods described above.
В качестве анализатора координат изображения может использоваться либо электронный блок для автоматического измерения координат, либо шкальное устройство для измерения координат оператором. Either an electronic unit for automatic measurement of coordinates or a scale device for measuring coordinates by an operator can be used as an image coordinate analyzer.
Автоматический анализатор может содержать периодическую структуру в виде расположения фотоприемных областей или расположения участков считывания изображения в процессе пространственного сканирования фотоприемником, а может быть дополнен такой структурой - например растром, наложенным на фотоприемную область или оптически связанным с ней. An automatic analyzer may contain a periodic structure in the form of an arrangement of photodetector regions or an arrangement of image reading sites during spatial scanning with a photodetector, and may be supplemented with such a structure, for example, a raster superimposed on a photodetector region or optically coupled to it.
Электронный блок для автоматического анализа координат по сигналам от фотоприемника может иметь аналоговую, цифровую или аналого-цифровую реализацию. В качестве такого блока может использоваться также отдельная ЭВМ. An electronic unit for automatic analysis of coordinates by signals from a photodetector may have an analog, digital, or analog-to-digital implementation. As such a block, a separate computer can also be used.
Очевидно, что одновременное использование грубого и точного отсчета, а также набора марок может использоваться не только для увеличения диапазона измерения углов, но и для снижения требуемого количества дискретных отсчетов анализатора при равном диапазоне. Если анализатор использует многоэлементный фотоприемник, это позволяет использовать более дешевые фотоприемники с меньшим количеством элементов и, кроме того, повысить частоту измерений, которая в общем случае обратно пропорциональна числу элементов фотоприемника. Obviously, the simultaneous use of coarse and accurate readings, as well as a set of grades can be used not only to increase the range of measurement of angles, but also to reduce the required number of discrete samples of the analyzer with an equal range. If the analyzer uses a multi-element photodetector, this allows the use of cheaper photodetectors with fewer elements and, in addition, increase the measurement frequency, which in the general case is inversely proportional to the number of elements of the photodetector.
Период изображения периодической структуры тест-объекта отличается от периода структуры анализатора координат на величину, равную или меньшую отношения периода к числу используемых анализатором периодов (T/N). В случае, когда отличие равно указанному отношению, на N периодах анализатора размещается полный период комбинационного сигнала и профиль его соответствует показанному на фиг. 6 и 7. В случае когда отличие меньше отношения T/N, вмещается только часть периода комбинационного сигнала, которая тем не менее достаточна для точного отсчета, а профиль соответствует части полного профиля. The period of the image of the periodic structure of the test object differs from the period of the structure of the coordinate analyzer by an amount equal to or less than the ratio of the period to the number of periods used by the analyzer (T / N). In the case where the difference is equal to the indicated ratio, the full period of the Raman signal is placed on N periods of the analyzer and its profile corresponds to that shown in FIG. 6 and 7. In the case where the difference is less than the T / N ratio, only part of the period of the Raman signal is contained, which nevertheless is sufficient for an accurate reading, and the profile corresponds to part of the full profile.
Пункты 2 и 5 формулы защищают измеритель, в котором размер изображения тест-объекта меньше размера рабочей области анализатора. В этом случае комбинационный сигнал формируется не на всем анализаторе, а лишь в той его части, в которой размещается в данный момент изображение тест-объекта. Края комбинационного сигнала ("окно сигнала") перемещаются с той же скоростью, что и грубый отсчет, а фаза - так же, как в пп.1 или 2. При использовании краев комбинационного сигнала в качестве грубого отсчета нет также необходимости в использовании специальной марки для этой цели.
Под этот же пункт формулы попадает вариант измерителя, в котором формируется несколько периодов комбинационного сигнала. В этом варианте сигнал точного отсчета содержит несколько "горбов". Определение положения точного отсчета здесь производится в следующей последовательности: рабочее пространство анализатора разбивается на участки, равные периоду комбинационного сигнала; для каждого участка определяется положение точного отсчета; конечный результат для точного отсчета определяется усреднением результатов по участкам. Under the same paragraph of the formula is the version of the meter, in which several periods of the Raman signal are generated. In this embodiment, the exact reference signal contains several "humps". The position of the exact reference is determined in the following sequence: the analyzer workspace is divided into sections equal to the period of the combination signal; for each section, the position of the exact reference is determined; The final result for an accurate reading is determined by averaging the results over the plots.
Оба указанных варианта рассматриваются автором как второстепенные или обходные и поэтому выделены в отдельный пункт формулы. Both of these options are considered by the author as secondary or bypassing and therefore are highlighted in a separate paragraph of the formula.
П.п. 3 или 6 формулы изобретения оговаривают, что для образования комбинационного взаимодействия может использоваться период, кратный периоду физической структуры анализатора или тест-объекта. Такой вариант может иметь место, например, в случае когда фоточувствительные площадки в линейном фотоприемнике объединяются в группы. Сигналы с элементов в одной группе суммируются. Перегруппированная таким образом линейка эквивалентна линейке с меньшим числом элементов и с большим периодом расположения их. Аналогичные перегруппировки возможны и в тест-объекте. P.p.
На фиг. 1 дана схема автоколлимационного метода измерения углов, где 1 - тест-объект в виде марки, 2 - коллимационный объектив, 3 - контрольный элемент в виде плоского зеркала, 4 - изображение тест-объекта. In FIG. 1 is a diagram of an autocollimation method for measuring angles, where 1 is a test object in the form of a mark, 2 is a collimation lens, 3 is a control element in the form of a flat mirror, 4 is an image of a test object.
На фиг. 2 дана упрощенная схема отечественного цифрового фотоэлектрического автоколлиматора, где 1 - тест-объект в виде щелевой марки, 2 - объектив, 3 - контрольный элемент в виде плоского зеркала, 5 - источник излучения, 6 - конденсор, 7 - полупрозрачное зеркало, 8 - виброщелевой сканер анализатора изображения, 9 - фотоприемник, 10 - электронный блок анализатора координат изображения. In FIG. 2 is a simplified diagram of a domestic digital photoelectric autocollimator, where 1 is a test object in the form of a slotted mark, 2 is a lens, 3 is a control element in the form of a flat mirror, 5 is a radiation source, 6 is a condenser, 7 is a translucent mirror, 8 is a vibrating slot image analyzer scanner, 9 - photodetector, 10 - electronic unit of the image coordinate analyzer.
На фиг. 3 показан измеритель - прототип, где 1 - тест-объект в виде излучающего диода, 2 - коллимационный объектив оптической системы, 3 - контрольный элемент в виде плоского зеркала, связанного с контролируемым объектом, 9 - дифференциальный фотоприемник анализатора координат изображения, 10 - электронный блок анализатора координат изображения. In FIG. 3 shows a prototype meter, where 1 is a test object in the form of a radiating diode, 2 is a collimation lens of the optical system, 3 is a control element in the form of a flat mirror connected to a controlled object, 9 is a differential photodetector of the image coordinate analyzer, 10 is an electronic unit image coordinate analyzer.
На фиг. 4 а) наложение изображения растра в виде периодических полос на фотоприемную линейку с большим зазором между элементами;
б) профиль электрического сигнала U в функции линейной координаты X в результате взаимодействия структур, изображенных на фиг. а);
в) наложение изображения растра на линейку с малым зазором между элементами, характерным для фотоприемников с зарядовой связью;
г) профиль электрического сигнала U на четных элементах, в функции линейной координаты X в результате взаимодействия на фиг. в);
д) профиль электрического сигнала U на нечетных элементах, в функции линейной координаты X в результате взаимодействия на фиг. в).In FIG. 4 a) overlaying a raster image in the form of periodic stripes on a photodetector line with a large gap between the elements;
b) the profile of the electric signal U as a function of the linear coordinate X as a result of the interaction of the structures depicted in FIG. a);
c) overlaying the raster image on a ruler with a small gap between the elements characteristic of charge-coupled photodetectors;
d) the profile of the electric signal U on even elements, as a function of the linear coordinate X as a result of the interaction in FIG. in);
e) the profile of the electric signal U on odd elements, as a function of the linear coordinate X as a result of the interaction in FIG. in).
На фиг. 5 изображена огибающая комбинационного сигнала для смещений изображения растра на TN+0.1T, TN+0.5T, где T - период фотоприемных элементов, N - целое число. In FIG. Figure 5 shows the envelope of the Raman signal for raster image shifts by TN + 0.1T, TN + 0.5T, where T is the period of photodetector elements, N is an integer.
На фиг. 6 а) наложенное на фотоприемник изображение тест-объекта, содержащего периодические полосы и марку, отличающуюся от полос повышенным коэффициентом пропускания и большей шириной;
б) соответствующий профиль сигнала U(X) на фотоприемной линейке;
в) профиль коэффициента пропускания тест-объекта.In FIG. 6 a) superimposed on the photodetector image of a test object containing periodic stripes and a mark that differs from the stripes by a higher transmittance and a wider width;
b) the corresponding signal profile U (X) on the photodetector line;
c) the transmittance profile of the test object.
На фиг. 7 а) даны изменения профиля сигнала на линейке из 50-ти элементов при пяти последовательных смещениях изображения тест-объекта на 0,2 периода фоточувствительных элементов линейки;
б) изменения профиля сигнала на линейке из 50-ти элементов при пяти последовательных смещениях на 5 периодов.In FIG. 7 a) changes in the signal profile on a line of 50 elements are given for five consecutive displacements of the image of the test object by 0.2 periods of the photosensitive elements of the line;
b) changes in the signal profile on a line of 50 elements at five consecutive offsets for 5 periods.
На фиг. 8 дан пример наложения изображения тест-объекта со структурой периодической в двух ортогональных направлениях на фотоприемник анализатора:
а) анализатор с матричным фотоприемником;
б) анализатор с линейным фотоприемником в одном из каналов.In FIG. Figure 8 shows an example of overlaying an image of a test object with a periodic structure in two orthogonal directions on the analyzer photodetector:
a) an analyzer with a matrix photodetector;
b) an analyzer with a linear photodetector in one of the channels.
На фиг. 9 - изображение тест-объекта для измерения по двум координатам, наложенное на два линейных фотоприемника анализатора координат изображения. In FIG. 9 is an image of a test object for measuring in two coordinates, superimposed on two linear photodetectors of the image coordinate analyzer.
На фиг. 10 - профили тест-объекта в виде растра с тремя вариантами ступеньки коэффициента пропускания (отражения, излучения). In FIG. 10 - profiles of the test object in the form of a raster with three versions of the step of the transmittance (reflection, radiation).
На фиг. 11 изображены профили коэффициента пропускания (отражения, излучения) тест-объекта в виде растра и соответствующих сигналов:
а) профиль растра без нарушений периодичности;
б) однократное нарушение периодичности, при котором левая и правая части растра "смещены" относительно друг друга;
в) двойное нарушение периодичности, при котором левая и правая части растра являются единым растром, а средняя небольшая часть смещена относительно них;
г), д) и e) - соответствующие профили сигналов с фотоприемника.In FIG. 11 shows the profiles of the transmittance (reflection, radiation) of the test object in the form of a raster and the corresponding signals:
a) raster profile without periodicity violations;
b) a single violation of the periodicity, in which the left and right parts of the raster are “shifted” relative to each other;
c) double violation of periodicity, in which the left and right parts of the raster are a single raster, and the middle small part is offset relative to them;
d), e) and e) are the corresponding signal profiles from the photodetector.
На фиг. 12 дана схема автоколлимационного варианта заявленного измерителя, где 1 - тест-объект в виде транспаранта, 2 - коллимационный объектив оптической системы, 3 - автоколлимационный элемент оптической системы в виде плоского зеркала, 5 - источник излучения тест-объекта, 6 - конденсор тест-объекта, 9 - фотоприемная линейка анализатора координат изображения, 10 - электронный блок анализатора координат изображения. In FIG. 12 is a diagram of an autocollimation version of the claimed meter, where 1 is a test object in the form of a transparency, 2 is a collimation lens of the optical system, 3 is a self-collimation element of the optical system in the form of a flat mirror, 5 is the radiation source of the test object, 6 is the condenser of the test object , 9 - photodetector line of the image coordinate analyzer, 10 - electronic unit of the image coordinate analyzer.
На фиг. 13 даны варианты измерителя со сканистором с непрерывной фоточувствительной областью:
а) анализирующий растр наложен на сканистор;
б) анализирующий растр расположен в фокальной плоскости приемного объектива, а сканистор оптически связан с ним через дополнительный объектив.In FIG. 13 shows the options of a meter with a scanner with a continuous photosensitive area:
a) the analyzing raster is superimposed on the scanner;
b) the analyzing raster is located in the focal plane of the receiving lens, and the scanner is optically connected to it through an additional lens.
1 - тест-объект в виде транспаранта, 2 - коллимационный объектив оптической системы, 3 - автоколлимационный элемент оптической системы в виде плоского зеркала, 5 - источник излучения тест-объекта, 6 - конденсор тест-объекта, 9 - фотоприемник анализатора координат изображения в виде сканистора, 10 - электронный блок анализатора координат изображения, 11 - растр анализатора координат изображения, 12 - объектив анализатора координат изображения. 1 - test object in the form of a transparency, 2 - collimation lens of the optical system, 3 - autocollimation element of the optical system in the form of a flat mirror, 5 - radiation source of the test object, 6 - condenser of the test object, 9 - photodetector of the image coordinate analyzer in the form scanner, 10 - the electronic unit of the image coordinate analyzer, 11 - the raster of the image coordinate analyzer, 12 - the lens of the image coordinate analyzer.
На фиг. 14 дан вариант измерителя со сканированием изображения одноэлементным фотоприемником при помощи оптико-механического сканера, где 1 - тест-объект в виде транспаранта, 2 - коллимационный объектив оптической системы, 3 - автоколлимационный элемент оптической системы в виде плоского зеркала, 5 - источник излучения тест-объекта, 6 - конденсор тест-объекта, 9 - одноэлементный фотоприемник анализатора координат изображения, 11 - растр анализатора координат изображения, 12 - объектив анализатора координат изображения, 13 - оптико-механический сканер анализатора координат изображения в виде колеблющегося зеркала. In FIG. Figure 14 shows a version of a meter with scanning an image by a single-element photodetector using an optical-mechanical scanner, where 1 is a test object in the form of a transparency, 2 is a collimation lens of the optical system, 3 is a self-collimating element of the optical system in the form of a flat mirror, 5 is a test radiation source object, 6 - condenser of the test object, 9 - single-element photodetector of the image coordinate analyzer, 11 - raster of the image coordinate analyzer, 12 - lens of the image coordinate analyzer, 13 - optical-mechanical scanner an izatora coordinate image as a vibrating mirror.
На фиг. 15 дана структурная схема автоколлимационного визуального варианта заявленного измерителя, где 1 - тест-объект в виде транспаранта, 2 - коллимационный объектив оптической системы, 3 - автоколлимационный элемент оптической системы в виде плоского зеркала, 5 - источник излучения тест-объекта, 6 - конденсор тест-объекта, 7 - светоделитель оптической системы, 11 - растр с измерительной шкалой анализатора координат изображения, 14 - окуляр анализатора координат изображения, 15 - анализатор координат изображения в виде глаза оператора. In FIG. 15 is a structural diagram of a self-collimating visual variant of the claimed meter, where 1 is a test object in the form of a transparency, 2 is a collimation lens of the optical system, 3 is a self-collimating element of the optical system in the form of a flat mirror, 5 is the radiation source of the test object, 6 is a condenser test -object, 7 - beam splitter of the optical system, 11 - raster with a measuring scale of the image coordinate analyzer, 14 - eyepiece of the image coordinate analyzer, 15 - image coordinate analyzer in the form of an operator’s eye.
На фиг. 12 показана структурная схема автоколлимационного варианта заявленного измерителя, включающего в себя (по ходу излучения) тест-объект в виде транспаранта с изображением периодического растра и марки 1, систему подсветки транспаранта, в составе источника излучения 5 и конденсора 6, оптическую систему, состоящую из коллимационного объектива 2 и автоколлимационного элемента в виде плоского зеркала 3, и автоматический анализатор координат изображения, состоящий из фотоприемной линейки 9 и электронного измерительного блока 10. In FIG. 12 is a structural diagram of an autocollimation version of the claimed meter, which includes (along the radiation) a test object in the form of a banner with an image of a periodic raster and
Излучение от подсвеченного транспаранта 1 формируется коллимационным объективом 2 в параллельный пучок излучения. Параллельный пучок, попадая на плоское зеркало 3, связанное с контролируемым объектом, отражается под некоторым углом, зависящим от углового положения контролируемого объекта. Отраженный параллельный пучок фокусируется объективом 2, образуя изображение тест-объекта в плоскости фотоприемной линейки, линейная координата которого связана с разворотом контролируемого элемента, электронный блок анализатора координат изображения 10 преобразовывает световой сигнал на фотоприемной линейке, имеющий вид функции яркости от линейной координаты, в электрический сигнал, в виде функции напряжения от времени, отделяет сигнал грубого отсчета от сигнала точного отсчета по уровню или крутизне фронта, и определяет координаты каждого в отдельности. Затем измеренные координаты грубого и точного отсчета суммируются с учетом весового коэффициента сигнала точного отсчета (в долях периода) и, при необходимости, пересчитываются в угол, с учетом фокусного расстояния приемного объектива, и выдаются на индикатор или в другое устройство. The radiation from the illuminated
Возможны как цифровая, так и аналоговая и аналого-цифровая реализации электронного блока. В качестве электронного блока или его компонента может быть использована также ЭВМ. Кроме фотоприемной линейки или матрицы, могут быть использованы и другие анализаторы изображения. Если анализатор изображения не содержит, сам по себе, периодической структуры, то она может быть введена в одну из плоскостей изображения в виде растра. Both digital and analog and analog-to-digital implementations of the electronic unit are possible. A computer may also be used as an electronic unit or its component. In addition to the photodetector line or matrix, other image analyzers can be used. If the image analyzer does not, of itself, contain a periodic structure, then it can be introduced into one of the image planes as a raster.
На фиг. 13 изображены варианты схемы, использующие сканистор с непрерывным считыванием сигнала с фотоприемной поверхности, при этом на а) анализирующий растр наложен на сканистор, а на б) анализирующий растр расположен в фокальной плоскости приемного объектива, а сканистор оптически связан с ним через дополнительный объектив (в этом варианте - две плоскости изображения тест-объекта, в одной размещен анализирующий растр, в другой - сканистор). Сканисторы дискретного типа могут использоваться таким же образом как и многоэлементные фотоприемники - без дополнительного растра. Многоэлементные фотоприемники также могут использовать дополнительный анализирующий растр. In FIG. 13 illustrates circuitry options using a scanner with continuous reading of the signal from the photodetector surface, with a) the analyzing raster superimposed on the scanner, and b) the analyzing raster located in the focal plane of the receiving lens, and the scanner optically connected to it through an additional lens (in In this option, there are two image planes of the test object, in one the analyzing raster is placed, in the other - the scanner). Discrete-type scanners can be used in the same way as multi-element photodetectors - without an additional raster. Multi-element photodetectors can also use an additional analysis raster.
Фиг. 14 иллюстрирует вариант со сканированием изображения одноэлементным фотоприемником 9 при помощи оптико-механического сканера в виде колеблющегося зеркала 13. Для приемника с непрерывным считыванием сигнала в данной схеме используется дополнительный растр 11, оптически связанный с приемником объективом 12. Если выборка сигнала происходит дискретно, в фиксированных участках дополнительный растр излишен. FIG. 14 illustrates the option of scanning an image with a single-
Очевидно, что возможны и иные варианты электронного и оптико-механического сканирования. Obviously, other options for electronic and optical-mechanical scanning are possible.
На фиг. 15 изображен визуальный автоколлимационный вариант измерителя. Излучение от подсвеченного источником 5 с помощью конденсора 6 транспаранта 1 формируется коллимационным объективом 2 в параллельный пучок излучения. Параллельный пучок, попадая на плоское зеркало 3, связанное с контролируемым объектом, отражается под некоторым углом, зависящим от углового положения контролируемого объекта. Отраженный параллельный пучок фокусируется объективом 2 и проходит через светоделитель 7, образуя изображение тест-объекта в плоскости анализирующего растра со шкалой 11, линейная координата которого связана с разворотом контролируемого элемента. Через окуляр 14 оператор 15 считывает положение марки и положение комбинационного сигнала относительно шкалы. In FIG. 15 shows a visual autocollimation version of the meter. The radiation from the
Периодические структуры тест-объекта и анализатора визуального варианта могут иметь реализацию, предназначенную для получения комбинационного сигнала в виде модуляции светового потока, а могут иметь и реализацию в виде двух групп тонких полос, которые совпадают по положению только в месте точного отсчета, подобно нониусному отсчету в штангенциркуле. The periodic structures of the test object and the analyzer of the visual variant can have an implementation designed to receive a Raman signal in the form of a modulation of the light flux, and they can also have an implementation in the form of two groups of thin bands that coincide in position only at the exact reference point, similar to a vernier reading in vernier caliper.
В заявленном измерителе могут быть использованы автоколлимационный, коллимационный или авторефлексионный варианты оптической системы. Оптическая система может содержать любые известные решения: светоделители, раздельные объективы для излучения и приема излучения, промежуточные плоскости изображения и связывающие их объективы, коммутаторы каналов и т.п. Могут быть также использованы любые известные автоколлимационные элементы. In the inventive meter can be used autocollimation, collimation or auto-reflection options of the optical system. An optical system may contain any known solutions: beam splitters, separate lenses for emitting and receiving radiation, intermediate image planes and lenses connecting them, channel commutators, etc. Any known autocollimation elements may also be used.
Библиография
1. Д. А.Аникст, К.М.Константинович, И.В.Меськин, Э.Д.Панков, Ю.М.Парвулюсов, В. П. Солдатов, В.С.Титов, М.В.Хорошев, Ю.Г.Якушенков. "Высокоточные угловые измерения". Под ред. Ю.Г.Якушенкова. М.: Машиностроение. 1987.Bibliography
1. D.A. Anikst, K.M. Konstantinovich, I.V. Meskin, E.D. Pankov, Yu.M. Parvulyusov, V.P. Soldatov, V.S. Titov, M.V. Khoroshev, Yu.G. Yakushenkov. "High precision angular measurements." Ed. Yu.G. Yakushenkova. M .: Engineering. 1987.
2. С. В. Процко, А.Д.Титов, Б.Ю.Ханох, А.П.Хапалюк. "Автоколлимационные свойства световозвращателей в форме трехгранных углов". Известия ВУЗов "Приборостроение" N 6, 1988 г. 2. S.V. Protsko, A.D. Titov, B.Yu. Khanokh, A.P. Khapalyuk. "Autocollimation properties of retroreflectors in the form of trihedral angles." University proceedings "Instrument-making"
3. В.М.Марахонов, В.П.Горохов, В.В.Гусаков, Б.Х.Колодин, В.П.Белокуров, А.О.Олеск. "Оптоэлектронные датчики линейных и угловых перемещений". Приборы и системы управления, N 6, 1986 г., стр. 14. 3. V. M. Marakhonov, V. P. Gorokhov, V. V. Gusakov, B. Kh. Kolodin, V. P. Belokurov, A. O. Olesk. "Optoelectronic linear and angular displacement sensors." Devices and control systems,
4. Л.И.Хромов, Н.В.Лебедев, А.К.Цыцулин, А.К.Куликов. "Твердотельное телевидение". М.: Радио и связь, 1986 г. 4. L.I. Khromov, N.V. Lebedev, A.K. Tsytsulin, A.K. Kulikov. "Solid State Television." M .: Radio and communications, 1986
Мараханов В. М. и др. Оптоэлектронные датчики линейных и угловых перемещений. - Приборы и системы управления, 1986, N 6, с. 14. Marakhanov V. M. et al. Optoelectronic sensors of linear and angular displacements. - Devices and control systems, 1986,
SU 125892A, 04.02.60. SU 125892A, 04.02.60.
EP 0414559A2, 27.02.91. EP 0414559A2, 02.27.91.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94020635A RU2116618C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Angle meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94020635A RU2116618C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Angle meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94020635A RU94020635A (en) | 1996-03-10 |
| RU2116618C1 true RU2116618C1 (en) | 1998-07-27 |
Family
ID=20156737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94020635A RU2116618C1 (en) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Angle meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2116618C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010123399A1 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Ermakov Oleg Ivanovich | Measurement of the angular coordinates of a luminous reference point |
| RU2451903C1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-05-27 | Закрытое акционерное общество "МЕРА" | Method of measuring plane angle and device for realising said method |
| WO2019094764A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Thorlabs, Inc. | Imaging incident angle tracker |
-
1994
- 1994-06-02 RU RU94020635A patent/RU2116618C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Мараханов В.М. и др. Оптоэлектронные датчики линейных и угловых перемещен ий. - Приборы и системы управления, 1986, N 6, с. 14. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010123399A1 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Ermakov Oleg Ivanovich | Measurement of the angular coordinates of a luminous reference point |
| RU2451903C1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-05-27 | Закрытое акционерное общество "МЕРА" | Method of measuring plane angle and device for realising said method |
| WO2019094764A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Thorlabs, Inc. | Imaging incident angle tracker |
| CN111417835A (en) * | 2017-11-10 | 2020-07-14 | 统雷有限公司 | Imaging incident angle tracker |
| US10955683B2 (en) | 2017-11-10 | 2021-03-23 | Thorlabs, Inc. | Imaging incident angle tracker |
| EP3707465A4 (en) * | 2017-11-10 | 2021-12-15 | Thorlabs, Inc. | Imaging incident angle tracker |
| CN111417835B (en) * | 2017-11-10 | 2021-12-21 | 统雷有限公司 | Imaging incident angle tracker |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100660952B1 (en) | Laser scanner measurement system | |
| US4677293A (en) | Photoelectric measuring system | |
| US4079252A (en) | Photoelectric grating displacement measuring apparatus | |
| US5214280A (en) | Photoelectric position detector with offset phase grating scales | |
| CN1196912C (en) | Three dimensional optical scanning | |
| JPH03500332A (en) | Method and system for forming a high-speed, high-resolution three-dimensional object image in an observation device | |
| EP0300571A1 (en) | Scanning optical microscope | |
| US3856400A (en) | Apparatus for no-contact measurement having a multi-colored grating | |
| US6649925B2 (en) | Methods of calibrating a position measurement device | |
| US4025197A (en) | Novel technique for spot position measurement | |
| EP0323998A1 (en) | An optical angle-measuring device | |
| EP0802396B2 (en) | Inclination sensor and surveying instrument using the same | |
| EP0985133B1 (en) | Apparatus for position determination | |
| US5061073A (en) | Photoelectric position measuring arrangement | |
| EP0872722A1 (en) | Particle measuring apparatus and its calibration method | |
| JPH05332733A (en) | Detection optical system and method for detecting three-dimensional form | |
| US4929077A (en) | Interferometric range finder | |
| RU2116618C1 (en) | Angle meter | |
| US4231662A (en) | Phase shift correction for displacement measuring systems using quadrature | |
| US3552857A (en) | Optical device for the determination of the spacing of an object and its angular deviation relative to an initial position | |
| CN101438134A (en) | Rotary encoder apparatus | |
| US6504605B1 (en) | Method and apparatus for determining the coordinates of an object | |
| US4867568A (en) | Optoelectronic measuring system | |
| CN108088372B (en) | Displacement measurement system and method based on novel metering grating | |
| US5184014A (en) | Opto-electronic scale reading apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070603 |