Оптичний локатор

Реферат: UA 92164 U UA 92164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області приладобудування, зокрема оптичних засобів навігації та координатного забезпечення систем управління рухом літальних та космічних апаратів, їх зближенням та стиковкою або посадкою, а також в робототехніці при дистанційному керуванні робототехнічними комплексами в шкідливих для людини зонах. Відомі оптичні локатори для виявлення об'єктів [1] складаються з джерела випромінювання, колімаційної оптики, вузла сканування пучком зони обзору та фотоприймача. Для цього найчастіше застосовують построкове або спіральне сканування пучка з допомогою двох рухомих дзеркал або акусто-оптичних дефлекторів. Механічне сканування рухомими дзеркалами вважається недостатньо надійним, а акусто-оптичні дефлектори потребують схемних ускладнень, оскільки вони ефективно працюють лише в паралельних пучках. Загальним недоліком таких вузлів сканування є неможливість змінювати черговість огляду елементів поля обзору та кутовий розмір пучка під час сканування, що перешкоджає оптимізації програми огляду елементів поля обзору. Відомий оптико-електронний пристрій [2], вибраний за прототип, містить багатоканальний лазерний передавач, кожний канал якого має свій випромінювач, модулятор та об'єктив. При цьому канали розміщені так, що осі діаграм випромінювання каналів лежать в одній площині, а їх пучки частково перекривають сусідні канали. Тому сумарна діаграма випромінювання має витягнуту форму. Її ширина дорівнює розміру діаграми одного каналу, а довжина збільшена пропорційно кількості каналів. Таким чином, сканування поля обзору проводиться не вузьким пучком, а рядком таких пучків. Тому сканування здійснюється по рядкам, а не по елементам, що дозволяє підвищити темп огляду зони обзору. Таке підвищення досягається ціною ускладнення передавача, через значне збільшення кількості випромінювачів, модуляторів та об'єктивів. Це призводить до підвищення вартості локатору, ускладнення юстировок та зниження надійності. При цьому огляд рядків поля обзору залишається почерговим, тобто детермінованим. Неможливість змінювати черговість огляду рядків перешкоджає оптимізації його програми з тим, щоб скоротити час огляду поля обзору. Отже, побудова цього локатору не дозволяє зменшити час пошуку об'єкту за рахунок оптимізації програми сканування. В основу корисної моделі покладено задачу вдосконалення оптичного локатору шляхом модифікації випромінювача, його розміщення відносно об'єктиву та управління випромінюванням елементів, що дозволяє реалізувати таку черговість вмикання елементів, яка забезпечує мінімальний час пошуку об'єкту. Поставлена задача вирішується тим, що в оптичному локаторі, який складається з випромінювача, колімаційної оптичної системи та вузла орієнтації напрямку вихідних пучків, згідно з винаходом, випромінювач, розміщений в фокальній площині об'єктива, складається з множини елементів, що утворюють матричну структуру, які вмикаються і вимикаються блоком управління незалежно від стану інших елементів. Запропонована побудова устрою забезпечує відповідність напрямків пучків випромінювання локатору положенням елементів матриці. Це дозволяє змінювати напрямки пучків шляхом вмикання і вимикання відповідних елементів випромінювача, тобто електронними, а не оптикомеханічними засобами. Оскільки кожний елемент може вмикатися і вимикатися блоком управління незалежно від стану інших елементів, то вихідному пучку локатору можна надати будь-який напрямок, незалежно від попередньої його орієнтації. Окрім того, запропонована побудова дає можливість вмикати одночасно кілька елементів матриці, і тим самим, змінювати ширину пучка під час локації. Ці властивості запропонованого локатору знімають обмеження з траєкторії сканування пучком поля обзору та дозволяють змінювати ширину пучка. Таким чином, запропонований локатор дозволяє вибирати без обмежень, притаманних прототипу, такі програми сканування, які забезпечують найменший час пошуку об'єкту. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена схема передавача оптичного локатору. Він містить матричний випромінювач, що складається з елементів 1', 1", 1'"…, об'єктив 2, блок управління випромінюванням 3 та електричні провідники 4. Випромінюючі елементи 1', 1", 1'"… розміщені в фокальній площині об'єктиву 2. Це забезпечує на виході локатору певні напрямки пучків від кожного елементу, які визначаються положеннями цих елементів відносно оптичної вісі об'єктиву 2. Кожний елемент випромінювача 1', 1", 1'"… з'єднаний провідниками 4 з джерелом живлення, що міститься в блоці управління випромінюванням 3. Передавач оптичного локатору містить елементи матричного випромінювача 1', 1", 1'"…, що розташовані в фокальній площині об'єктиву 2, блок управління випромінюванням елементів 3 та електричні провідники 4. Матричний випромінювач з елементами 1', 1", 1'"… розміщений так, 1 UA 92164 U 5 10 щоб оптична вісь об'єктиву 2 проходила через центр його випромінюючої площадки. Кожний елемент випромінювача підключений до електроживлення, що міститься в блоці управління випромінюванням 3, окремими провідниками 4. Оптичний локатор діє таким чином. Блок управління випромінюванням 3 почергово вмикає і вимикає ті елементи випромінювача, які відповідають оптимальній програмі сканування поля обзору. Оскільки запропонована схема локатору дозволяє вмикати будь-який елемент випромінювача, незалежно від попереднього стану елементів, то можна реалізувати будь-яку програму сканування поля обзору. В тому числі і ту, що забезпечує найменший час пошуку об'єкту. Джерела інформації: [1] Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем, М., Высшая школа, 1983, 203 с. [2] Патент России на полезную модель RU 105472 U1, 02.03.2011. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Оптичний локатор, що складається з випромінювача, колімаційної оптичної системи та вузла орієнтації напрямків вихідних пучків, який відрізняється тим, що випромінювач, розміщений в фокальній площині об'єктива, складається з множини елементів, що утворюють матричну структуру, які вмикаються і вимикаються блоком управління незалежно від стану інших елементів. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2