Спосіб вимірювання відстані до об’єкта та оптико-електронний пристрій для його здійснення

1. Спосіб вимірювання відстані до об'єкта, в якому формують модульовані з високою частотою основний і гетеродинний сигнали, формують опорний сигнал, спрямовують основний сигнал в світловому вигляді до об'єкта, спрямовують відбитий від об'єкта основний сигнал на фотоприймальний пристрій, змішують гетеродинний сигнал з опорним сигналом і, після відбиття від об'єкта, - з основним сигналом, виділяють з цих сигналів низькочастотні складові сигналів, частота яких дорівнює різниці частот між основним і гетеродинним сигналами, віднімають від величини затримки в часі основного сигналу величину затримки в часі опорного сигналу, який відрізняється тим, що за допомогою додаткового джерела світла формують високочастотний світловий додатковий сигнал, розділяють світловий додатковий сигнал на дві частини, спрямовують одну частину додаткового сигналу на основний фотоприймальний пристрій, формуючи додатковий основний сигнал, а другу частину - на додатковий фотоприймальний пристрій, формуючи додатковий опорний сигнал, опорний сигнал формують шляхом відділення меншої частини світлового основного сигналу і спрямовування цієї частини на додатковий фотоприймальний пристрій, при цьому при визначенні відстані до об'єкта від величини затримки в часі основного сигналу віднімають, крім величини затримки в часі опорного сигналу, величину затримки в часі дода 2 (19) 1 3 93120 4 криттям, яке забезпечує відбиття світла в спектральному діапазоні випромінювання основного джерела світла і розміщене на відстані від об'єктива, яка забезпечує переріз відбитого від дзеркала світлового пучка на останньому компоненті приймального об'єктива діаметром, меншим ніж в три рази діаметра цього компонента, при цьому на передній поверхні в центральній зоні останнього компонента приймального об'єктива жорстко закріплена прямокутна призма, одна із граней якої виконана з радіусом, однаковим з радіусом передньої поверхні останнього компонента об'єктива, і розмірами, співмірними з розмірами перерізу відбитого від дзеркала пучка світла, а гіпотенузна грань виконана дзеркальною, яка одним боком оптично зв'язана з основним джерелом світла, а другим боком - з основним фотоприймальним пристроєм, причому остання поверхня компонента об'єктива виконана увігнутою. 6. Оптико-електронний пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що за дзеркалом встановлений візуальний канал, який оптично зв'язаний з приймальним об'єктивом і містить фокусуючу лінзу, сітку і окуляр. 7. Оптико-електронний пристрій за будь-яким з пп. 4-6, який відрізняється тим, що між світлоподільником і фотоприймальними пристроями введені світловолокна. Винахід належить до вимірювальної техніки, зокрема до оптико-електронних приладів вимірювання відстані до об'єктів і може використовуватись у геодезії, у будівництві, у маркшейдерській галузі. Відомий спосіб, який реалізований в світлодалекомірі (патент RU 2164005, опублікований 27.02.2000р.), до складу якого входить коліматор, який містить в собі об'єктив і напівпровідниковий лазер, генератор імпульсів, приймальний об'єктив, оптична вісь якого паралельна оптичній вісі коліматора, поворотна призма з виконавчим механізмом, пристрій порівняння, частотомір, фотоприймач і електрично з'єднаний з ним підсилювач і інвертор. В цьому приладі, при відсутності сигналу на вході фотоприймача, від генератора імпульсів подають сигнал на напівпровідниковий лазер. Направляють світловий сигнал від лазера до об'єкта. Відбитий від об'єкта сигнал, з деякою затримкою, яка пропорційна відстані, направляють через центральний об'єктив на фотоприймач. Після появи відбитого сигналу на вході фотоприймача відключають лазер. Після закінчення дії на фотоприймач відбитого сигналу, знову включають лазер, який світить до появи нового відбитого від об'єкту сигнала. Після появи сигналу лазер знову виключають. Ці операції повторюють багато разів. Вимірюють частоту Fс імпульсів випромінювання і запам'ятовують її. За допомогою поворотної призми з виконавчим механізмом реалізують оптичний зв'язок між передавальним і приймальним об'єктивом. При такому положенні поворотної призми вимірюють частоту F0 імпульсів випромінювання, яка обернено пропорційна відомій каліброваній відстані L0. Знаходять відстань до об'єкта по формулі c(Fo Fc ) L Lo, 4Fo Fc де с - швидкість світла. В зв'язку з тим, що фотоприймач із підсилювачем, напівпровідниковий лазер, та інші елементи високочастотного електронного тракту затримують електричні сигнали на величини, які змінюються в залежності від температури, а також необхідність вимірювання частоти сигналу, яка змінюється в широкому діапазоні, цей спосіб не дозволяє проводити вимірювання відстані з високою точністю. Крім того, швидкість вимірювання цим далекоміром невелика, тому що потрібно періодично вводити в оптичний тракт поворотну призму. Найбільш близьким за технічною суттю до винаходу, що заявляється, є спосіб, який реалізований в світлодалекомірі (патент RU2139498, опублікований 10.10.1999р.), і який прийнятий за найближчий аналог. До складу цього світлодалекоміру входить масштабний генератор, гетеродинний генератор, змішувач, фазометр, автоматичний регулятор рівня сигналу, який складається з підсилювача, амплітудного детектора і керованого високовольтного джерела, оптичний блок, в який входить джерело світла (лазер), передавальний об'єктив, дзеркало, поворотні призми, приймальний об'єктив з центральним отвором і фотоприймальний пристрій у вигляді лавинного фотодіода. У цьому приладі за допомогою масштабного генератора формують модульований з високою масштабною частотою основний сигнал і за допомогою гетеродинного генератора, формують модульований з високою частотою гетеродинний сигнал. Розділяють основний сигнал від масштабного генератора на дві частини, з одної частини формують опорний сигнал і надсилають його на змішувач, а другу частину надсилають на джерело світла. Основний сигнал, в світловому вигляді, направляють до об'єкта. Відбитий від об'єкта основний сигнал, через приймальний об'єктив, направляють на фотоприймальний пристрій. Розділяють гетеродинний сигнал на дві частини, одну частину направляють на змішувач, а другу частину - на фотоприймальний пристрій (катод лавинного фотодіода). Змішують гетеродинний сигнал з опорним сигналом і з основним сигналом. Виділяють з цих сигналів низькочастотні складові сигналів, частота яких дорівнює різниці частот між основним і гетеродинним сигналами. Низькочастотну складову основного сигналу підсилюють підсилювачем та розділяють на дві частини, одну частину направляють на фазометр, а другу частину направляють на амплітудний детектор. В залежності від амплітуди сигналу на виході фотоприймального пристрою, за допомогою детектора і високовольтного 5 джерела, збільшують або зменшують величину напруги на катоді фотодіода, підтримуючи таким чином на сталому рівні амплітуду низькочастотної складової основного сигналу. По різниці між величинами затримки в часі низькочастотної складової основного сигналу і низькочастотної складової опорної о сигналу визначають відстань до об'єкта. У цьому приладі фотоприймач, лазер, та інші елементи високочастотного електронного тракту затримують сигнали на величини, які змінюються в залежності від температури і в часі. Деяку затримку створює також підсилювач електронного сигналу. Ця затримка спричинена електричною ємністю елементів і часом, необхідним для перетворення електричного сигналу в світловий і навпаки. Ці нестабільні затримки не дозволяють проводити вимірювання відстані з великою точністю. В основу винаходу поставлено завдання розробити спосіб і пристрій для точного вимірювання відстані до об'єкта з високою стабільністю в часі і в умовах зміни температури навколишнього середовища. Для вирішення поставленої задачі в способі вимірювання відстані до об'єкта, в основу якого покладено формування модульованих з високою частотою основного і гетеродинного сигналів, формування опорного сигналу, направлення основного сигналу в світловому вигляді до об'єкта, направлення відбитого від об'єкта основного сигналу на фотоприймальний пристрій, змішування гетеродинного сигналу з опорним сигналом і після відбиття від об'єкта з основним сигналом, виділення з цих сигналів низькочастотних складових сигналів, частота яких дорівнює різниці частот між основним і гетеродинним сигналами, віднімання від величини затримки в часі основного сигналу величини затримки в часі опорного сигналу, за допомогою додаткового джерела світла формують високочастотний світловий додатковий сигнал, розділяють світловий додатковий сигнал на дві частини, направляють одну частину додаткового сигналу на основний фотоприймальний пристрій, формуючи додатковий основний сигнал, а другу частину - на додатковий фотоприймальний пристрій, формуючи додатковий опорний сигнал, опорний сигнал формують шляхом відділення меншої частини світлового основного сигналу і направлення цієї частини на додатковий фотоприймальний пристрій. При визначенні відстані дооб'єкта від величини затримки в часі основного сигналу віднімають, крім величини затримки в часі опорного сигналу, величину затримки в часі додаткового основного сигналу і додають величину затримки в часі додаткового опорного сигналу. Крім того, основний сигнал по черзі подають на основне джерело світла і додаткове джерело світла, різницю між величинами затримки в часі між додатковим основним і додатковим опорним сигналами запам'ятовують і використовують при визначенні відстані до об'єкта. Крім того, гетеродинний сигнал подають на додаткове джерело світла і змішування цього сигналу з основним та опорним сигналами проводять одночасно на входах фотоприймальних пристроїв. 93120 6 В оптико-електронному пристрої для реалізації способу, який містить масштабний і гетеродинний генератори, оптичний блок, блок керування і вимірювання затримки сигналів в часі, один із входів якого з'єднаний з виходом фотоприймального пристрою оптичного блока, який включає в себе приймальний об'єктив, передавальний об'єктив, відбивач світла і джерело світла, вихід гетеродинного генератора електрично зв'язаний з входом фотоприймального пристрою, в нього введені перемикач і в оптичний блок додатковий фотоприймальний пристрій, світлоподільник та додаткове джерело світла, вихід якого оптично зв'язаний через світлоподільник з основним і додатковим фотоприймальним пристроєм, відбивач світла виконаний частково прозорим, додатковий фотоприймальний пристрій, оптично з'єднаний через відбивач світла з основним джерелом світла, масштабний генератор електрично з'єднаний з входом перемикача, виходи якого електрично з'єднані з основним і додатковим джерелами світла, а другий вхід якого електрично з'єднаний з блоком керування і вимірювання величин затримки сигналів в часі, другий вхід якого електрично з'єднаний з виходом додаткового фотоприймального пристрою, вхід якого електрично з'єднаний з гетеродинним генератором. Крім того, в оптичний блок введено дзеркало, виконане із спектральним дзеркальним покриттям, яке забезпечує відбиття світла в спектральному діапазоні випромінювання основного джерела світла і розміщене на відстані від об'єктива, яка забезпечує переріз відбитого від дзеркала світлового пучка на останньому компоненті приймального об'єктива діаметром меншим ніж в три рази діаметра цього компонента, на передній поверхні, в центральній зоні останнього компонента приймального об'єктива жорстко закріплена прямокутна призма, одна із граней якої виконана з радіусом однаковим з радіусом передньої поверхні останнього компоненту об'єктива і розмірами співмірними з розмірами перерізу відбитого від дзеркала пучка світла, а гіпотенузна грань виконана дзеркальною, яка одним боком оптично зв'язана з основним джерелом світла, другим боком оптично зв'язана з основним фотоприймальним пристроєм, при цьому остання поверхня компоненту об'єктива виконана увігнутою. Крім того, за дзеркалом встановлено візуальний канал, оптично зв'язаний з приймальним об'єктивом, який включає в себе фокусуючу лінзу, сітку і окуляр. Крім того, між світлоподільником і фотоприймальними пристроями введені світловолокна. Таким чином, в цьому способі формується чотири світлових сигнали: основний сигнал, опорний сигнал, додатковий основний сигнал та додатковий опорний сигнал. Величина затримки в часі основного сигналу залежить від відстані до об'єкта і затримками, спричиненими елементами пристрою, що реалізує цей спосіб. Величини затримки в часі решти трьох сигналів не залежать від відстані до об'єкта, а тільки від затримок в часі, спричиненими елементами пристрою. Шляхом пропускання через одні і ті ж елемен 7 ти пристрою, що реалізують цей спосіб, пари сигналів - основного і додаткового основного, а також пари сигналів - опорного і додаткового опорного, з наступним відніманням від затримки в часі основного сигналу затримок в часі опорного і додаткового опорного сигналів та додаванням додаткового опорного сигналу, компенсуються затримки в часі спричинені елементами пристрою. Це дозволяє забезпечити високу точність вимірювання відстані до об'єкта в умовах зміни температури навколишнього середовища. Крім того, компенсація затримок в часі, спричинена елементами пристрою, дозволяє звузити смугу пропускання електронного тракту для зменшення електронних шумів, і, таким чином, збільшити точність вимірювання , а також радіус дії приладу при дифузно відбиваючому об'єкті. Використання дзеркала із спектральним дзеркальним покриттям також зменшує рівень шумів за рахунок зменшення паразитних сигналів від фонових випромінювань. Використання світловолокна дозволяє збільшити точність вимірювання відстані до об'єкта за рахунок кращого змішування волокном світлових хвиль, а також скоротити габарити пристрою за рахунок раціонального розміщення елементів. Суть винаходу пояснюється малюнками. На фіг. 1 зображений варіант оптико-електронного пристрою, що реалізує спосіб, в якому додатковий сигнал формується з масштабною частотою. На фіг. 2 зображено варіант оптико-електронного пристрою, що реалізує спосіб, в якому додатковий сигнал формується з гетеродинною частотою. На фіг. 3 зображений варіант оптичного блока пристрою з коаксіальним розміщенням передавальної і приймальної частин оптичної системи. Варіант оптико-електронного пристрою, зображений на фіг. 1, містить оптичний блок 1, який складається із приймального об'єктива 2, основного фотоприймального пристрою 3, основного джерела світла 4, передавального об'єктива 5, відбивача світла 6, додаткового фотоприймального пристрою 7, додаткового джерела світла 8 і світлоподільника 9, а також масштабний генератор 10, гетеродинний генератор 11, блок керування і вимірювання затримки сигналів у часі 12, перемикач 13, об'єкт 14. На фіг. 2 зображені всі ті самі елементи, що і на фіг. 1, крім перемикача 13. На фіг. 3 зображені оптичний блок 1, приймальний об'єктив 2, основний фотоприймальний пристрій 3, основне джерело світла 4, передавальний об'єктив 5, відбивач світла 6, додатковий фотоприймальний пристрій 7, додаткове джерело світла 8, світлоподільник 9, масштабний генератор 10, гетеродинний генератор 11, блок керування та вимірювання затримки сигналів в часі 12, об'єкт 14, прямокутна призма 15, дзеркало 16, візуальний канал 17, який містить в собі фокусуючу лінзу 18, сітку 19 і окуляр 20. Виходи фотоприймальних пристроїв 3 і 7 електрично з'єднані з входами блока керування та вимірювання затримки сигналів у часі 12. Відбивач світла 6 виконаний частково прозорим. В якості відбивача світла 6 може бути призма, одна грань якої виконана з світлоподільним 93120 8 покриттям, або світлоподільне дзеркало чи скляна плоскопаралельна пластина, яка відбиває частину світла на фотоприймальний пристрій 7. Світлоподільник 9 може бути у вигляді призми чи дзеркал, одне із яких виконано з світлоподільним покриттям. Світлоподільник 9 також може бути у вигляді декількох призм чи дзеркал, які ділили б світло приблизно на рівні частини. Вихід джерела світла 8 оптично зв'язаний через світлоподільник 6 з входами фотоприймальних пристроїв 3 і 7. У варіанті пристрою, зображеного на фіг. 1, виходи гетеродинного генератора 11 електрично зв'язані з входами фотоприймальних пристроїв 3 та 7, вихід масштабного генератора 10 електрично з'єднаний з входом перемикача 13, виходи якого електрично з'єднані з основним 4 і додатковим 8 джерелами світла, а другий вхід перемикача 13 електрично з'єднаний з виходом блока 12. Виходи фотоприймальних пристроїв 3 та 7 електрично зв'язані з входами блока 12. У варіанті пристрою, зображеного на фіг. 2, джерело світла 4 електрично з'єднане з масштабним генератором 10, а джерело світла 8 електрично з'єднане з гетеродинним генератором 11. Виходи фотоприймальних пристроїв 3 та 7 електрично зв'язані з входами блока 12. У варіанті пристрою, зображеного на фіг. 3, дзеркало 16 виконано із спектральним дзеркальним покриттям, забезпечуючи відбиття світла в спектральному діапазоні випромінювання основного джерела світла 4. Іншу, більшу частину спектра це дзеркало пропускає, що дозволяє зменшити фонові засвітки. Дзеркало 16 встановлено на відстані від об'єктива 2, забезпечуючи переріз відбитого від дзеркала 16 світлового пучка на останньому компоненті приймального об'єктива діаметром меншим ніж в три рази діаметра цього компонента. На передній поверхні останнього компонента приймального об'єктива 2 жорстко закріплена (приклеєна) прямокутна призма 15, одна із граней цієї призми виконана з радіусом однаковим з радіусом передньої поверхні останнього компонента об'єктива 2. Таким чином, останній компонент об'єктива 2 разом з призмою 15 створює від'ємну лінзу, яка зменшує апертурний кут. Це зменшення дозволяє сформувати фокальну площину об'єктива 2 на його краю при мінімальних розмірах призми 15, тобто одержати мінімальне зарізання світлового пучка, при мінімальних габаритах оптичного блока 1. Гіпотенузна грань призми 15 виконана дзеркальною. Один бік дзеркальної грані цієї призми оптично зв'язаний з основним джерелом світла 4, а другий бік грані оптично зв'язаний з фотоприймальним пристроєм 3. Оптичний блок 1, зображений на фіг. 3, може бути використаний, як в пристрої, зображеному на фіг. 2, так і в пристрої, зображеному на фіг 1. Пристрій, зображений на фіг. 3, може використовуватись без візуального каналу 17 і з візуальним каналом. Канал 17 встановлюється за дзеркалом 16, яке пропускає більшу частину спектру випромінювання. Кожний фотоприймальний пристрій 3 або 7 містить фотоприймач, підсилювач з електричними фільтрами, а також в деяких випадках змішувач 9 основних і гетеродинних сигналів. Масштабний генератор 10 та гетеродинний генератор 11 можуть формувати як гармонічні так і імпульсні сигнали. В якості блока керування та вимірювання затримки сигналів в часі 12 можуть бути використані різного типу фазометри (при використанні гармонічних сигналів), або вимірювачі часових інтервалів (при використанні імпульсних сигналів). За допомогою масштабного генератора 10, джерела світла 4 та об'єктива 5 формують модульований з високою частотою основний сигнал у світловому вигляді. За допомогою гетеродинного генератора 11 формують гетеродинний сигнал. Направляють основний сигнал до об'єкта 14. Направляють відбитий від об'єкта основний сигнал через об'єктив 2 на приймальний пристрій 3. Одночасно за допомогою відбивача світла 6, джерела світла 4, об'єктива 5 та фотоприймального пристрою 7, формують опорний сигнал. За допомогою додаткового джерела світла 8 формують високочастотний світловий додатковий сигнал. Розділяють цей сигнал за допомогою світлоподільника 9 на дві частини. Одну частину додаткового сигналу направляють на фотоприймальний пристрій 3, формуючи додатковий основний сигнал, а другу частину - на додатковий фотоприймальний пристрій 7, формуючи додатковий опорний сигнал. При вимірюванні відстані пристроєм, зображеним на фіг. 1, по команді з блока 12 ключ 13 підключає до генератора 10 додаткове джерело світла 8. На фотоприймальні пристрої 3 та 7 поступають додатковий основний та додатковий опорний сигнали. На ці пристрої також поступає гетеродинний сигнал від генератора 11. В фотоприймальному пристрої 3 додатковий основний сигнал змішується з гетеродинним сигналом, а в фотоприймальному пристрої 7 з гетеродинним сигналом змішується додатковий опорний сигнал. На виході цих пристроїв виділяються сигнали, частоти яких дорівнюють різницям частот між додатковими сигналами і гетеродинним сигналом. Ці сигнали поступають на блок 12, де вимірюється і запам'ятовується різниця між затримками в часі (фазами) додаткового основного сигналу і додаткового опорного сигналу. Далі ключ 13 по команді з блока 12 підключає до генератора 10 основне джерело світла 4. Світло (основний сигнал) від цього джерела формується в паралельний пучок об'єктивом 5 і через відбивач світла (скляну пластину) направляється на об'єкт 14. Після відбиття від об'єкта 14 світло через об'єктив 2 потрапляє на фотоприймальний пристрій 3, де змішується з гетеродинним сигналом. Значно менша частина світла, відбита від відбивача 6, направляється на фото-приймальний пристрій 7, в якому формується опорний сигнал і змішується з гетеродинним сигналом. Сигнали з фотоприймальних пристроїв 3 та 7 поступають на блок 12, де визначається різниця між затримками в часі (фазами) цих сигналів. Далі від цієї різниці віднімають затримку в часі додаткового основного сигналу та додають затримку в часі додаткового опорного сигналу, або віднімають різницю між затримками в часі (фазами) додаткового основного сигналу і додаткового опо 93120 10 рного сигналу. Результат віднімання буде пропорційний відстані до об'єкта. Генератор 10 виробляє основний сигнал U A cos t, де А - амплітуда сигналу; - кругова частота; t - поточний час. Після проходження цього сигналу через джерело світла 4 він затримується в часі (отримує фазу) на величину ос.. Після проходження сигналу, який вийшов із джерела світла 4, відстані до об'єкта та в зворотному напрямку, він додатково затримується в часі на величину хос.. Після проходження основного сигналу через фотоприймальний пристрій 3 він затримується на додаткову величину фос - г, де г - затримка в часі (фаза) сигналу з генератора 11 відносно сигналу з генератора 10. Таким чином, на виході фотоприймального пристрою 3 маємо сигнал, затриманий в часі по відношенню до сигналу з генератора 10, на величину ос = ос. + хос.+ фос - г. Тобто, на вхід блока 12 буде надходити сигнал Uос=Aос cos [( oc- г) t + ос + хос + фос - г.], де ос - кругова частота основного сигналу; г - кругова частота гетеродинного сигналу. Сигнал з фотоприймального пристрою 7 становить: г. ) t + ос + фоп - г], Uоп=Aоп cos [( ос дефоп - затримка сигналу в часі після його проходження через фотоприймальний пристрій 7. Затримка опорного сигналу по відношенню до сигналу, який вийшов з генератора 10, становить: оп = ос + оп - г, Після підключення до генератора 10 додаткового джерела світла 8 затримка в часі додаткового основного сигналу становить: дос = д + фос - г. де д - затримка сигналу в часі після його проходження через джерело світла 8. Затримка в часі додаткового опорного сигналу становить: доп = д + фоп - г. Різниця між затримками в часі основного і опорного сигналів становить: ос оп = ос + хос+ фос - г - ос - фоп + г = хос + фос - фоп. Коли від цієї різниці віднімемо затримку в часі додаткового основного сигналу (фазу) і додамо затримку в часі (фазу) додаткового опорного сигналу, або віднімемо різницю між затримками в часі додаткового основного дос і додаткового опорного доп сигналів, то одержимо величину затримки в часі спричиненої тільки часом проходження світла до об'єкта та в зворотному напрямку. х = ( ос оп) - ( дос + доп = ( oc оп) ( дос - доп) = = хос + фос - фоп - д - фос + г + д + фоп - г = хос. У пристрої, зображеному на фіг. 2, за допомогою масштабного генератора 10, джерела світла 4 та об'єктива 5 формують модульований з високою 11 частотою основний сигнал в світловому вигляді. Після відбиття від об'єкта 14, основний сигнал направляють на фотоприймальний пристрій 3. Одночасно за допомогою відбивача світла 6, джерела світла 4, об'єктива 5 та фотоприймального пристрою 7 формують опорний сигнал. Одночасно за допомогою гетеродинного генератора 11 і джерела світла 8 формують модульований з високою частотою гетеродинний сигнал в світловому вигляді. Гетеродинний сигнал від джерела світла 8 розділяють за допомогою світоподільника 9 і надсилають на фотоприймальні пристрої 3 та 7, формуючи додатковий основний і додатковий опорний сигнали. Після змішування основного сигналу з додатковим основним (гетеродинним) сигналом і опорного сигналу з додатковим опорним (гетеродинним) сигналом на виході цих пристроїв, виділяються сигнали, частота яких дорівнює різниці частот між основним і гетеродинним сигналами, а фаза (затримка в часі) дорівнює різниці фаз між основним і гетеродинним сигналом, а також опорним і гетеродинним сигналом. У блоці 12 шляхом віднімання від фази (затримки в часі) сигналу, одержаного із фотоприймального пристрою 3 фази сигналу, одержаного із фотоприймального пристрою 7, отримують різницю фаз пропорційну відстані до об'єкта. Після проходження сигналу від генератора 10 та джерела світла 4 він затримується в часі на величину ос. Після проходження цього сигналу відстані до об'єкта та в зворотному напрямку, він додатково затримується в часі на величину хос.. Сигнал, який вийшов від джерела світла 8, затримується в часі по відношенню до основного сигналу на величину д + г. Після фотоприймального пристрою 3 затримка в часі основного сигналу буде дорівнювати ос = ос + хос + фос. Затримка в часі додаткового основного сигналу буде дорівнювати дос = д+ г + фос. Низькочастотна складова основного сигналу, який надходить з пристрою 3 на блок 12, буде мати затримку в часі, яка дорівнює ос - дос = ос + хос+ фос - д - г - ос - фос = ос + хос - д - г. Затримки в часі опорного сигналу буде дорівнювати оп = ос + фоп, а додаткового опорного сигналу буде дорівнювати доп = д + фоп + г. Після змішування цих сигналів низькочастотна складова сигнала, який надходить до блока 12 буде мати затримку в часі: оп доп = ос + фоп - д - фоп - г = ос + д г. Якщо від затримки в часі низькочастотної складової основного сигналу відняти затримку в часі низькочастотної складової опорного сигналу, то одержимо величину затримки в часі спричинену тільки часом проходження світла до об'єкта та в зворотному напрямку. х= ( ос дос) - ( оп - ( доп) = ( oc oп) дос + дoп = ос + хос - д - г - ос + д + г = хос, тобто операції з складовими затримками в часі низькочастотного сигналу аналогічні операціям, які проводяться з складовими затримками в часі в пристрої, зображеному на фіг. 1. Із вище наведеного видно, що в пристроях, 93120 12 зображених як на фіг. 1 та фіг.2 в блоці 12, при визначенні відстані до об'єкта, незалежно від порядку віднімання, від величини затримки в часі основного сигналу віднімають, крім величини затримки в часі опорного сигналу ( ос - оп), величину затримки в часі додаткового основного сигналу дос і додають величину затримки в часі додаткового опорного сигналу доп. Порядок віднімання затримок сигналів в часі залежить тільки від варіанта пристрою, що реалізує спосіб. У пристрої, зображеному на фіг. 3, світло від джерела світла 4 через об'єктив 5 та відбивач світла 6 потрапляє на дзеркальну гіпотенузну грань прямокутної призми 15. Після цієї грані світло проходить перший компонент об'єктива 2 і направляється до об'єкта 14. Відбите від об'єкта 14 світло потрапляє на об'єктив 2, а далі на дзеркало 16 і через призму 15 - на фотоприймальний пристрій 3. Невелика частина світла від джерела світла 4 за допомогою відбивача світла 6 направляється на фотоприймальний пристрій 7. Одночасно на фотоприймачі 3 та 7 направляється світло через світлоподільник 9 від джерела світла 8. Дзеркало 16 пропускає більшу частину світла, що потрапило в об'єктив 2. Об'єктив 2 та фокусуюча лінза 18 візуального каналу 17 створює зображення об'єкта 14 в площині сітки 19, яке розглядається за допомогою окуляра 20. У цьому варіанті пристрою затримки в часі основного сигналу, опорного сигналу і додаткових сигналів, а також операції з сигналами будуть аналогічні затримкам в часі і операціям з сигналами пристрою, зображеному на фіг. 2. При визначенні відстані до об'єкта формування в світловому вигляді основного, опорного, додаткового основного і додаткового опорного сигналів віднімання від затримки в часі основного сигнала затримок в часі опорного і додаткового основного сигналів, а також додавання затримки в часі додаткового опорного сигнала дозволяє повністю компенсувати затримки в часі, викликані елементами світлодалекоміру. Вимірювання затримок в часі і їх віднімання між собою можливо проводити декількома способами. При одному із способів вимірюються різниці між затримками в часі основного і опорного сигналів, а також додаткового основного та додаткового опорного сигналів, з наступним відніманням одержаних різниць. При другому способі одночасно одержують різницю між затримками в часі основного і додаткового сигналів, а також опорного і додаткового опорного сигналів, з наступним відніманням цих різниць. При любому з вищенаведених способів відбувається компенсація затримок в часі. Так як компенсація відбувається і при зміні величин затримок в часі, це дозволяє підвищити точність вимірювання відстані до об'єкта в умовах зміни температури навколишнього середовища. Крім того, така компенсація дозволяє використовувати електричні фільтри, які збільшують величину затримки в часі сигналу, але підвищують відношення сигнал-шум та зменшують спотворення сигналів шумами. Підвищення відношення сигналшум та зменшення спотворення сигналу досягається за рахунок змішування світлового основного 13 сигнала з додатковим сигналом на вході фотоприймального пристрою та використання дзеркала з спектральним дзеркальним покриттям. Це до 93120 14 зволяє проводити вимірювання відстані до об'єкта з більшою точністю при більшій відстані до дифузно відбиваючого об'єкта. 15 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 93120 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601