[发明专利]基于四象限光电探测器的激光打靶器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种用于模拟打靶训练的基于四象限光电探测器的激光打靶器。

背景技术

目前激光打靶器在娱乐、军事训练上都有广泛的应用，娱乐型激光打靶器主要有南京雷声、沈阳金山两家公司生产。在军事射击训练方面，许多在国家研究激光打靶器，用激光子弹来代替传统的子弹，以节省训练开支.我国也有个别单位从事了激光打靶器的研究，并生产出相应的产品，但由于这些产品还不能完全符合军事训练要求，所以应用范围及其有限。常见的激光打靶器有一个明显的缺点，就是采用大量的光电二极管排列在靶面上作为探测器阵列，不但价格昂贵，而且信号的后续处理复杂。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种基于四象限光电探测器的激光打靶器，采用了四象限光电探测器作为光电探测器，不仅大大提高了打靶器的精度和稳定性，而且降低了成本，信号的后续处理简单。

本激光打靶器主要包括激光发射系统、激光接受系统以及信号处理部分，所述激光接受系统是由基板、半透半反镜、成像屏、透镜、滤波片和四象限光电探测器组成；激光发射系统发出的激光束经过半透半反镜，光被分为两路，一路光透射到基板上，另一路光被半透半反镜反射后，依次经成像屏、透镜、滤波片成像于四象限光电探测器光敏面上；四象限光电探测器的信号经信号处理电路的放大、整形后，接入A/D转换电路，最后接入计算机进行进一步处理和显示。

本激光打靶器中半透半反镜与水平方向成45°角，成像屏为水平放置的透光薄屏。探测器采用PIN四象限光电探测器或APD四象限光电探测器，它有四个具有对称性的光敏面，光敏面为圆形或矩形。运用光斑在四象限光电探测器的四个象限上面积不同导致四个象限输出信号的差异，确定光斑中心在四象限光电探测器的偏移量，而光斑中心相对于四象限光电探测器的偏移量与光斑中心在靶面偏移量存在某种数学关系，从而建立四象限输出信号与光斑在靶面上偏移角度和幅度的数学模型。四象限光电探测器输出信号经过前置放大，主放大，然后信号连接A/D转换电路，A/D转换采用普通的数据采集卡进行。除了半透半反镜所对应的竖直平面外，整个接收系统都处于封闭的暗室内。本打靶器需要结合软件部分完成其功能。软件部分是利用开发虚拟仪器的图形化编程语言LABVIEW实现的。软件部分主要包括了信号处理、激光着点位置模拟显示、射击者成绩显示。

本发明优点主要在于采用了四象限光电探测器作为探测器，通过光斑相对于探测器光敏面中心位置的偏移，判断激光在靶上的着点位置，从而大大提高了打靶器的精度。

附图说明

图1是本激光打靶器的硬件原理框图；

图2是本激光打靶器的软件流程图。

具体实施方式

本激光打靶器硬件部分的结构参见图1，主要包括激光发射系统1、激光接受系统2以及信号处理部分3，所述激光接受系统是由基板21、半透半反镜22、成像屏23、透镜24、滤波片25和四象限光电探测器26组成；激光束经过半透半反镜22，光被分为两路，一路光透射到基板21上，另一路光被半透半反镜22反射后，依次经过成像屏23、透镜24、滤波片25成像于四象限光电探测器26光敏面上。本激光打靶器中半透半反镜与水平方向成45°角，成像屏为水平放置的透光薄屏。探测器采用PIN四象限光电探测器或APD四象限光电探测器，它有四个具有对称性的光敏面，光敏面可以为圆形或矩形。运用光斑在四象限光电探测器的四个象限上面积不同导致四个象限输出信号的差异，确定光斑中心在四象限光电探测器的偏移量

光斑在四象限光电探测器四个象限的面积不同，对应四个象限产生的电流不同，一至四象限产生的电流分别为：i₁，i₂，i₃，i₄。则光斑在横向和纵向的偏移量为：