ОПТИЧЕСКИЙ ЛОКАТОР

„ ОПТИЧЕСКИЙ ЛОКАТОР. Полезная модель относится к области оптического приборостроения, в частности, к приборам оптической локации. Известен локатор для наблюдения объектов при пониженной освещенности, включающее импульсные источники света с передающей оптикой и приемники оптического изображения с управляемыми импульсными затворами {Европейский патент № 0468715. Регулируя задержку между моментом излучения света и моментом открывания затворов приемников, получают изображение объектов, расположенных на наиболее интересующем расстоянии от устройства. В известном локаторе для расширения слоя видимости увеличено число одновременно работающих импульсных источников света или камер (каждый источник или камера работает на свою дальность) с последующим суммированием видеосигналов, что ведет к существенному возрастанию аппаратных затрат либо к неполному использованию. Кроме того, в подобных устройствах не используется естественная освещенность объектов, которая позволяет получить дополнительную информацию о наблюдаемых объектах. Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является локатор, содержащий импульсный источник света с передающей оптикой, приемник оптического изображения, включающий телевизионную камеру с управляемым затвором, блок управления затвором, блок синхронизации, один из выходов которого связан с входом блока управления затвором, а другой выход связан со входом импульсного источника света Патент Великобритании № 2212689, МКИ H04N5/30, опубл.26.07.89. В известном локаторе частично устранены недостатки, отмеченные выше, и
для получения дополнительной информации используется естественное или дополнительное освещение. Однако, при получении изображения соответствующего импульсному и статическому режиму используются разные поля телевизионного сигнала, что ведет к снижению чувствительности системы, а также усложнению автоматической регулировки яркости и всей системы в целом. Кроме усложнения, использование двух или более камер ведет к удорожанию системы в целом.
В предлагаемой полезной модели решается задача создания высокочувствительного локатора для получения изображения объектов, находящихся в поле зрения прибора на различном расстоянии от него как при использовании естественного освещения, так и при использовании собственного источника подсветки одновременно с возможностью выделения по яркости объектов, расположенных на задаваемой оператором дальности в наиболее интересующей его зоне.
Для достижения указанной задачи в оптическом локаторе, содержащем импульсный источник света, непрерывный источник света, приемник оптического изображения, включающий телевизионную камеру с управляемым оптическим затвором и приемным объективом, блок управления затвором с системой формирования задержанного импульса управления затвором и подсоединенным к ней управляющим интерфейсом оператора, систему регулирования усиления изображения, выход которой соединен со входом управляемого оптического затвора, блок синхронизации, один из выходов которого соединен со входом импульсного источника света, а другой - со входом системы формирования задержанного импульса управления затвором блока управления затвором, и
2
систему отображения информации, блок управления затвором содержит дополнительно схему формирования постоянного уровня сигнала приемника оптического изображения, вход которой соединен с управляющим интерфейсом оператора, и двухвходовой сумматор, один из входов которого соединен с выходом системы формирования задержанного импульса управления затвором, второй - с выходом схемы формирования постоянного уровня сигнала приемника оптического изображения, а выход - со входом системы регулировки усиления изображения.
Задача решается также тем, что приемный объектив приемника оптического изображения содержит дополнительный блок фокусировки с сервоприводом, вход которого соединен с выходом системы формирования задержанного импульса управления затвором.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фиг.1., на которой представлена блок-схема оптического локатора, где:
1- импульсный источник света,
2- формирующая оптика импульсного источника света,
3- непрерывный источник света,
4- формирующая оптика непрерывного источника света,
5- приемник оптического изображения,
6- телевизионная камера,
7- управляемый оптический затвор,
8- приемный объектив,
9- блок синхронизации,
10- блок управления затвором,
12- система регулирования усиления изображения,
13- система отображения информации,
14- блок фокусировки с сервоприводом,
15- система формирования задержанного импульса управления затвором,
16- система формирования постоянного уровня сигнала приемника оптического изображения,
17- управляющий интерфейс оператора.
Предлагаемый оптический локатор содержит импульсный источник света 1 с формирующей оптикой 2, непрерывный источник света 3 с формирующей оптикой 4, приемник оптического изображения 5, включающий телевизионную камеру 6 с управляемым оптическим затвором 7 и приемным объективом 8, снабженным блоком 14 фокусировки с сервоприводом, блок синхронизации 9, блок управления затвором 10 с системой формирования задержанного импульса управления затвором 15, системой формирования постоянного уровня сигнала приемника оптического изображения 16, управляющим интерфейсом оператора 17 и двухвходовым сумматором 11, систему регулирования усиления изображения 12 и систему отображения информации 13.
Предлагаемый оптический локатор работает следующим образом: Импульсный источник света 1 совместно с формирующей оптикой 2 создают импульсную освещенность объектов наблюдения. Непрерывный источник света 3 с формирующей оптикой 4, а также естественные источники света создают непрерывную освещенность объектов наблюдения. Приемник оптического изображения 5, включающий телевизионную камеру 6 с управляемым оптическим затвором 7 и приемным объективом 8 формируют усиленное изображение объектов наблюдения. Усиление приемника изображения задается с помощью блока 10 управления затвором и системы регулирования усиления изображения 12.
Блок синхронизации 9 служит для синхронизации работы импульсного источника света 1 и приемника изображения 5.
Блок синхронизации 9 вырабатывает импульс запуска источника света 1. Излученный источником света световой импульс распространяется в сторону объектов наблюдения, отражается от них, и возвращается на приемник 5 оптического изображения. Одновременно с запуском источника света импульс запуска поступает в блок управления затвором 10 на вход системы формирования задержанного импульса управления затвором 15, соединенный также с управляющим интерфейсом оператора 17. Задержка импульса управления затвором относительно импульса с блока синхронизации 9 задается оператором и равна времени распространения света до начала зоны подсветки выделяемых объектов и обратно к приемнику излучения, а его длительность и амплитуда также задаются оператором с управляющего интерфейса 17 и равна длительности времени распространения света от начала зоны подсветки выделяемых объектов до ее конца и обратно, то есть, определяет глубину и яркость выделяемой зоны. Задержанный импульс подается на один из входов двухвходового сумматора 11. На второй вход двухвходового сумматора 11 поступает с выхода системы 16 формирования постоянного уровня сигнала приемника сигнал постоянного уровня, служащий для регулирования яркости изображения, обусловленного прочими (в том числе естественными) источниками освещения и регулируемый оператором с управляющего интерфейса 17. Таким образом решается задача формирования изображения объектов, обусловленного естественным освещением и излучением непрерывного источника света. Сигнал с выхода сумматора подается на вход системы регулировки усиления изображения 12, а с ее выхода - на вход
5 с управляемого оптического затвора 7 приемника изображения 5 и является сигналом управления усиления этого приемника. Для автоматического регулирования фокусировки приемного объектива на подсвечиваемую зону, задержанный импульс подается на сервопривод 14 управления фокусировкой приемного объектива. Для отображения информации видеосигнал с выхода телевизионной камеры 6 поступает на телевизионный монитор 13 или иное устройство отображения информации. В качестве импульсного источника света может быть использован полупроводниковый инжекционный лазер типа Л ПИ-14 либо импульсный полупроводниковый лазер с электронной накачкой (ПЛЕН). В качестве управляемого оптического затвора могут быть использованы электроннооптические преобразователи (ЭОПы) типа ЭПМ 28Г или ЭПМ-62. Телевизионная камера, монитор, объективы могут быть подобраны из выпускаемых промышленных изделий. Предлагаемый оптический локатор позволяет получить в условиях пониженной видимости изображение объектов, обусловленное естественной освещенностью, и, одновременно с этим, изображение подсвеченных объектов, расположенных на наиболее интересующей дальности, возможно, например, на транспортном средстве, где необходимо иметь изображение всех расположенных перед транспортным средством объектов и одновременно дополнительно подсветить объекты находящиеся в опасной близости от транспортного средства, постоянно контролировать текущую ситуацию, а также прогнозировать ее, причем сохраняя возможность выделения в принимаемом изображении какие-либо объекты, расположенные на конкретной дальности. Это имеет большое значение 6
при проведении, например поисково-спасательных работ, а также для обеспечения безопасности движения, облегчает судовождение в узостях, снижается вредный эффект отражения света от пелены тумана, падающего снега, а также слепящее действие береговых огней или фар встречного транспорта.