УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Полезная модель относится к оптоэлектронике и может быть использована для оптической беспроводной передачи информации.
Наиболее близким к предлагаемому и выбранным в качестве прототипа, является устройство, построенное по схеме, приведенной в работе - О.В. Рожков, С.М. Шамаев «Исследование путей повышения световой эффективности осветительной ветви проекционных систем на базе светодиодов» - Сборник трудов международной конференции «Прикладная оптика - 2010» том 1(часть 1), с. 143-147.
Оптическая система устройства содержит один или три светодиода, сопряженную со светодиодами светоотражающую матрицу, формирующую на своей поверхности требуемое изображение по заданной программе от блока управления, а также объектив. Объектив проецирует изображение с поверхности матрицы на экран с диагональю от 0,3 до 3,0 метра.
Недостаток прототипа заключается в том, что изображение на экране можно только визуально рассматривать. Его нельзя ни распечатать, ни сохранить в памяти, ни редактировать.
Технический результат предлагаемой модели заключается в устранении этих недостатков.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для оптической передачи изображения дополнительно установлена приемная фотоматрица со своим блоком управления. Фотоматрица расположена по другую сторону объектива. Причем и фотоматрица, и светоотражающая матрица расположены вблизи двойных фокусных расстояний объектива. Объектив выполнен со световой апертурой в диапазоне 3-9 мм.
Сущность полезной модели поясняется чертежом фиг. 1 - оптическая схема устройства.
Здесь:
1 - светодиод;
2 - коллиматор;
3 - поворотная призма;
4 - светоотражающая матрица;
5 - блок управления светоотражающей матрицы;
6 - объектив;
7 - фотоматрица;
8 - блок управления фотоматрицы.
Элементы 1, 2, 3, 4 составляют излучающую часть устройства. Элементы 2 и 3 сопрягают светодиод 1 со светоотражающей матрицей 4.
На фиг. 1 изображен вариант с одним светодиодом. Для формирования цветного изображения используют три светодиода - синий, зеленый и красный - световые пучки которых сводят в один с помощью призм или полупроводниковых зеркал. Элементы 6 и 7 составляют приемную часть устройства.
Устройство работает следующим образом:
Световой пучок от светодиода 1 падает на светоотражающую матрицу, представляющую собой систему микрозеркал, которые по внешней команде от блока управления могут принимать одно из двух положений - навстречу световому потоку, изображая светящуюся точку, или торцом к световому потоку, изображая темную точку. Таким образом, заданная команда от блока управления формирует на поверхности светоотражающей матрицы требуемое светящееся изображение. Это изображение с помощью объектива 6 проецируется на поверхность фотоматрицы. Так как размеры светоотражающей матрицы и фотоматрицы близки, требуется передача изображения в масштабе близком 1:1. Для этого обе матрицы располагают вблизи двойных фокусных расстояний по обе стороны объектива.
Экспериментально было установлено, что качество передаваемого на фотоматрицу изображения зависит от световой апертуры объектива. При апертуре меньше 3 мм и больше 9 мм изображение становится менее четким (размытым).
Пример реализации и использования:
В качестве излучающей части устройства был взят миниатюрный проектор со светоотражающей матрицей, выполненной по технологии DLP (Digital Light Processing) с количеством микрозеркал 480×854 и размерами матрицы 4×7 мм. Матрица освещалась тремя светодиодами - красным, зеленым и синим. Управление светоотражающей матрицей осуществлялось от ноутбука с соответствующим программным обеспечением.
Штатный короткофокусный объектив был заменен на специально разработанный объектив с фокусным расстоянием 30 мм и световой апертурой 6 мм. Приемная матрица 1/2,8" «Sony» Exmor СМ08 размером 4×5,5 мм содержала 2048×1536 пикселей.
Чтобы светоотражающая матрица полностью проецировалась на фотоматрицу, расстояние от нее до объектива было выбрано равным 70 мм. Фотоматрица устанавливалась на расстоянии 50 мм от объектива. Точное положение фотоматрицы подбиралось при юстировке. Сигнал с фотоматрицы обрабатывался в блоке управления и подавался на экран монитора.
В блоке управления при соответствующем программном обеспечении реализуются выход на печать, сохранение в памяти и редактирование информации. Кроме того, достоинством такого устройства является гарантированное непрохождение вирусов и вредоносных программ при оптической передаче информации. Устройство получилось компактным и разместилось в корпусе размером 230×120×70 мм. Предлагаемое устройство прошло опытную проверку и показало уверенную передачу текстовой информации оптическим беспроводным методом.
Представленные чертежи и описание позволяют, используя существующие материалы и технологии, изготовить предлагаемое устройство промышленным способом и использовать его для оптической передачи информации, что характеризует полезную модель как промышленно применимую.