Оптична система з виділенням рухомих фігур

Оптична система з виділенням рухомих фігур, яка вміщує канал візира, в якому розміщені об'єктив, обертальна система, окуляр, яка відрізняється тим, що в канал візира додатково залучені перший світлоділильний куб, прозора пластина з рисками у вигляді сітки, другий світлоділильний куб, перший світлоділильний куб, розміщений по ходу променів між об'єктивом і обертальною системою, пластина, розміщена між першим світлоділильним кубом і обертальною системою, причому бік пластини з рисками розташований в площині зображення об'єктива, другий світлоділильний куб розташований по ходу променів між обертальною системою і окуляром, поміж того додатково залучені канал виділення рухомих фігур, і канал регулювання яскравості, в каналі виділення рухомих фігур по ходу відділеної першим світлоділильним кубом канала візира частини світлового потоку розташовані проекційний об'єктив, світлочутлива матриця, кожна ячейка світлочутливої матриці з'єднана з першим входом відповідної електронної матриці блока електронних матриць, з другим входом вказаної електронної матриці блока електронних матриць з'єднана вказана ячейка світлочутливої матриці через послідовно з'єднані індивідуальну лінію затримки блока ліній затримки, і відповідні контакти комутатора, вихід вказаної електронної матриці блока електронних матриць з'єднаний з відповідною ячейкою світлогенеруючої матриці, блок ліній затримки виконаний з можливістю затримки сигналу кожною індивідуальною лінією затримки на один час затримки, комутатор виконаний з можливістю перекомутації одночасно всіх виходів комутатора відносно входів комутатора, що відповідно кроковому переміщенню світлочутливої матриці у двох напрямках, по лініях розташування центрів сусідніх ячейок світлочутливої A (54) ОПТИЧНА СИСТЕМА З ВИДІЛЕННЯМ РУХОМИХ ФІГУР 28745 Відома зорова труба, яка містить об'єктив, обертальну систему, окуляр. Зорова труба працює наступним чином. Із світлового потоку від площини фігури об'єктив формує світловий потік, в якому в площині зображення об'єктива перевернуте зображення фігури. Із світлового потоку від об'єктива обертальна система формує світловий потік, в якому в площині зображення об'єктива з обертальною системою дійсне зображення фігури. Із сві тлового потоку від обертальної системи окуляр формує світловий потік, в якому збільшені кутові розміри фігури (див. опис винаходу до авторського свідоцтва G02В23/00 № 1430930, бюл. № 38, 1988). Недоліком зорової труби є неможливість їх використання для спостереження за зацікавленими фігурами, які мають малі кутові розміри, та колір навколишньої обстановки, зміна якої відбувається чи дуже мляво, чи через довгі проміжки часу, так як око спостерігача при тривалому спостеріганні за вказаною обстановкою устає і не помічає рухомих фігур. В основу винаходу поставлено задачу створення оптичної системи з виділенням рухомих фігур, яка містить: канал візира, канал виділення рухомих фігур, канал регулювання яскравості. В канал візира залучені: об'єктив, перший світлоділильний куб, пластина з рисками у вигляді сітки, обертальна система, другий світлоділильний куб, окуляр. В каналі виділення рухомих фігур по напряму відділеної першим світлоділильним кубом частини світлового потоку розміщені: перший проекційний об'єктив, світлочутлива матриця, кожна ячейка світлочутливої матриці з'єднана з першим входом відповідної електронної матриці блока електронних матриць, з другим входом вказаної електронної матриці блока електронних матриць з’єднана вказана ячейка світлочутливої матриці через послідовно з'єднані індивідуальну лінію затримки та відповідні контакти комутатора, ви хід вказаної електронної матриці блока електронних матриць з'єднаний з відповідною ячейкою світлогенеруючої матриці, блок ліній затримки виконаний з можливістю затримки сигналу кожною індивідуальною лінією затримки на один час затримки, комутатор виконаний з можливістю перекомутації одночасно всіх виходів комутатора відносно входів комутатора, що відповідно шаговому переміщенню світлочутливої матриці у двох напрямах, по лініях розміщення центрів сусідніх ячейок світлочутливої матриці, причому кут між двома напрямами переміщення відмінний від 0° та 180°, кожна електронна матриця блока електронних матриць виконана з можливістю отримки на виході сигналу, величина якого дорівнює різниці величин сигналів на першому та другому входах, із світлового потоку від світлогенеруючої матриці другим проекційним об'єктивом сформований світловий потік, який направлений крізь фільтр блока фільтрів на другий світлоділильний куб каналу візира, блок фільтрів виконаний з можливістю зміни фільтрів при шаговому переміщенні блока фільтрів. В каналі регулювання яскравості розміщені: третій проекційний об'єктив, світлочутливий елемент, фільтр, другим світлоділильним кубом каналу візира частина світлового потоку, в який залучені світловий потік від обертальної системи каналу візира з світловим потоком від світлогенеруючої матриці каналу виділення рухомих фігур направлена на третій проекційний об'єктив, за котрим розміщений світлочутливий елемент, і другим світлоділильним кубом каналу візира друга частина світлового потоку крізь окуляр направлена на фільтр. Фільтр виконаний у вигляді двох пластин з речовини з оптичною щільністю, причому, речовина з оптичною щільністю в кожній пластині розташована у формі клина, дві пластини між собою зорієнтовані таким чином, що напрям уклону клинів у двох пластин протилежний, з можливістю переміщення двох пластин фільтра у протилежні сторони по напрямах уклону клинів, в залежності від величини сигналу світлочутливого елемента, шляхом отримання на виходах блока електронних матриць сигналів, відповідних змінним у часі ділянкам зображення на світлочутливій матриці, якими включені ячейки світлогенеруючої матриці, при отриманні необхідного кольорового фону світлового потоку після фільтра блока фільтрів, та при збільшенні яскравості рухомих фігур з одночасним зменшенням яскравості обстановки в окулярі, забезпечується виділення рухомих фігур, а за рахунок того знято обмеження на використання візирно-спостережних приборів. Поставлена задача вирішується у оптичній системі з виділенням рухомих фігур, яка вміщує: канал візира, в якому розміщені: об'єктив, обертальна система, окуляр, стосовно винаходу в канал візира додатково залучені: перший світлоділильний куб, прозора пластина з рисками на одній стороні у вигляді сітки, другий світлоділильний куб, перший світлоділильний куб розміщений по ходу променів між об'єктивом і обертальною системою, пластина розміщена між першим світлоділильним кубом і обертальною системою, причому сторона пластини з рисками розташована в площині зображення об'єктива, другий світлоділильний куб розташований по ходу променів між обертальною системою і окуляром, поміж того додатково залучені: канал виділення рухомих фігур, і канал регулювання яскравості. В каналі виділення рухомих фігур по ходу відділеної першим світлоділильним кубом каналу візира частини світлового потоку розташовані: проекційний об'єктив, світлочутлива матриця, кожна ячейка світлочутливої матриці з'єднана з першим входом відповідної електронної матриці блока електронних матриць, з другим входом вказаної електронної матриці блока електронних матриць з'єднана вказана ячейка світлочутливої матриці через послідовно з'єднані індивідуальну лінію затримки блока ліній затримки, і відповідні контакти комутатора, ви хід вказаної електронної матриці блока електронних матриць з'єднаний з відповідною ячейкою світлогенеруючої матриці, блок ліній затримки виконаний з можливістю затримки сигналу кожною індивідуальною лінією затримки на один час затримки, комутатор виконаний з можливістю перекомутації одночасно всіх виходів комутатора відносно входів комутатора, що відповідно шаговому переміщенню світлочутли вої матриці у двох напрямах, по лініях розташування центрів сусідніх ячейок світлочутливої матриці, причому кут мій двома напрямами переміщення відмінний від 0° та 180°, кожна електронна матриця блока електронних матриць виконана з можливістю 2 28745 отримки на виході сигналу, величина якого дорівнює різниці величин сигналів на першому та другому входах, з можливістю отримки на виходах блока електронних матриць сигналів, відповідних змінним у часі ділянкам зображення на світлочутливій матриці, котрими включені ячейки світлогенеруючої матриці, із світлового потоку від світлогенеруючої матриці другим проекційним об'єктивом сформований світловий потік, котрий направлений крізь фільтр блока фільтрів на другий світлоділильний куб каналу візира, блок фільтрів виконаний з можливістю зміни фільтра при шаговому переміщенні блока фільтрів, з можливістю отримки необхідного кольорового фона в окулярі світлового потоку сформованого світлогенеруючою матрицею. В каналі регулювання яскравості розташовані: третій проекційний об'єктив, світлочутливий елемент, фільтр, другим світлоділильним кубом каналу візира частина світлового потоку, в який включені світловий потік від обертальної системи каналу візира з світловим потоком від світлогенеруючої матриці каналу виділення рухомих фігур, направлена на третій проекційний об'єктив, за котрим розташований світлочутливий елемент, і другим світлоділильним кубом каналу візира друга частина світлового потоку крізь окуляр направлена на фільтр. Фільтр виконаний у вигляді двох пластин з речовини з оптичною щільністю, причому речовина з оптичною щільністю в кожній пластині розташована у формі клина, дві пластини між собою зорієнтовані таким чином, що напрям уклону клинів у дво х пластин протилежний, з можливістю переміщення двох пластин фільтра в протилежні сторони по напрямах уклону клинів, в залежності від величини сигналу світлочутливого елемента, з можливістю виділення в окулярі підсвіткою рухомих фігур ячейками світлогенеруючої матриці, одночасно з збільшенням товщини оптичної щільності фільтра пройденої променями світлового потоку, завдяки чому яскравість рухомих фі гур збільшена, а яскравість обстановки зменшена. Винахід пояснюється малюнками, на яких показані: на фіг. 1 - оптична схема оптичної системи з виділенням рухомих фігур, на фіг. 2 - один з можливих варіантів комутатора. Оптична система з виділенням рухомих фігур (див. фіг. 1) містить: канал 1 візира, канал 2 виділення рухомих фігур, канал 3 регулювання яскравості, а також умовно показаний спостерігач 4, в каналі 1 візира залучені: об'єктив 5, перший світлоділильний куб 6, скляна пластина 7 з рисками на одній стороні у вигляді сітки, сторона пластини 7 з рисками розташована в площині зображення об'єктива 5, залучені: обертальна система 8, другий світлоділильний куб 6, окуляр 9. В каналі 2 виділення рухомих фігур по ходу відкинутого першим світлоділильним кубом 6 частини світлового потоку розміщені: проекційний об'єктив 10, фотодіодна матриця 11, кожна ячейка фотодіодної матриці 10 з'єднана з першим входом відповідної електронної матриці блока 12 електронних матриць, з другим входом вказаної електронної матриці блока 12 електронних матриць з'єднана вказана ячейка фотодіодної матриці 11 через послідовно з'єднані індивідуальну лінію затримки блока 13 ліній затрим ки і відповідні контакти комутатора 14, вихід вказаної електронної матриці блока 12 електронних матриць з'єднаний з відповідною ячейкою світлодіодної матриці 15, блок 13 ліній затримки виконаний з можливістю затримки сигналу кожною індивідуальною лінією затримки на один час затримки, комутатор 14 виконаний з можливістю перекомутації одночасно всіх виходів комутатора 14 відносно входів комутатора 14, що відповідно шаговому переміщенню фотодіодної матриці 11 у двох напрямах, по лініях знаходження центрів сусідніх ячейок фотодіодної матриці 11, причому кут між двома напрямами переміщення дорівнює 90°, кожна електронна матриця блока 12 електронних матриць виконана з можливістю отримки на виході сигналу, величина якого дорівнює різниці величин сигналів на першому і другому входа х, з можливістю отримки на виходах блока 12 електронних матриць сигналів, відповідних змінним у часі ділянкам зображення на фотодіодній матриці 11, якими включені ячейки світлодіодної матриці 15. Із світлового потоку від світлодіодної матриці 15 другим проекційним об'єктивом 10 сформований світловий потік, котрий направлений крізь фільтр блока 16 фільтрів на другий світлоділильний куб 6 каналу 1 візира, блок 16 фільтрів виконаний з можливістю зміни фільтра при шаговому переміщенні блока 16 фільтрів, з можливістю отримки необхідного кольорового фон у в окулярі 9 світлового потоку сформованого світлодіодною матрицею 15. В каналі 3 регулювання яскравості розміщені: третій проекційний об'єктив 10, фотодіод 17, фільтр 18, другим світлоділильним кубом 6 каналу 1 візира частина світлового потоку, до якої включені світловий потік від обертальної системи 8 каналу 1 візира з світловим потоком від світлодіодної матриці 15 каналу 2 виділення рухомих фігур, направлена на третій проекційний об'єктив 10, за котрим розміщений фотодіод 17, і другим світлоділильним кубом 6 каналу 1 візира друга частина світлового потоку крізь окуляр 9 направлена на фільтр 18. Фільтр 18 виконаний у вигляді двох пластин з речовини з оптичною щільністю, причому речовина з оптичною щільністю в кожній пластині розміщена в формі клина, дві пластини між собою зорієнтовані таким чином, що напрям уклону клинів двох пластин протилежний, з можливістю переміщення двох пластин фільтра 18 в протилежні сторони по напряму уклону клинів, в залежності від величини сигналу фо тодіода 17, з можливістю виділення в окулярі 9 підсвіткою рухомих фігур ячейками світлодіодної матриці 15, одночасно з збільшенням товщини оптичної щільності фільтра 18 проходимої променями світлового потоку, завдяки чому яскравість рухомих фігур збільшена, а яскравість обстановки зменшена. Комутатор (див. фіг. 2) може бути виконаний у вигляді трьох пластин 19, 20, 21, виготовлених з діелектрика, в кожній з яких закріплені виводи з стержнів виготовлених з провідника, які випущені по обидві сторони пластин 19, 20, 21, причому дві крайні пластини 19, 21 нерухомі, а середня пластина 20 виконана з можливістю шагового переміщення від двох лінійних двигунів 22 (умовно показаний тільки один двигун 22) в двох напрямах, відповідно до ліній центрів сусідніх ячейок фотодіодної матриці вздовж пластини 19, з можливістю пе 3 28745 рекомутації виводів пластини 21, які зв'язані гнучкими провідниками з виводами пластини 20, при переміщенні виводів пластини 20 з одних виводів пластини 19 на інші виводи плаcтини 19. Оптична система з виділенням рухомих фігур працює наступним чином. Із світлового потоку від площини фігури об'єктив 5 формує сві тловий потік, в котрому в площині зображення об'єктива 5 перевернуте зображення фігури. Із світлового потоку від об’єктива 5 обертальна система 8 формує світловий потік, в якому в площині зображення об'єктива 5 з обертальною системою 8 дійсне зображення фігури. Окуляр 9 із світлового потоку від обертальної системи 8 формує світловий потік, в котрому збільшені кутові розміри фігури. Так як сторона пластини 7 з рисками розташована в площині зображення об'єктива 5 на зображення фігури в площині зображення об'єктива 5 з обертальною системою 8 накладається зображення сітки пластини 7, з накладанням в окулярі 9 на світловий потік фігури світлового потоку сітки пластини 7. Частина світлового потоку з каналу 1 візира першим світлоділильним кубом 6 відкинута в канал 2 виділення рухомих фігур на перший проекційний об'єктив 10, який формує світловий потік, в якому в площині зображення об'єктива 5 з першим проекційним об'єктивом 10 розташована фотодіодна матриця 11. Кожна ячейка фотодіодної матриці 11 передає на перший вхід відповідної електронної матриці блока 12 електронних матриць сигнал, і передає сигнал через індивідуальну лінію затримки блока 13 ліній затримки і відповідні контакти комутатора 14 на другий вхід вказаної електронної матриці блока 12 електронних матриць. На виході вказаної електронної матриці блока 12 електронних матриць отримують сигнал, величина якого дорівнює різниці величин сигналів на першому і другому входах. Таким чином на виходах блока 12 електронних матриць отримують сигнал, відповідний змінним у часі ділянкам зображення ділянки, які отримані об'єднанням ділянок, ділянки займаною фігурою в дійсний момент часу, і ділянки займаною фігурою у попередній момент часу, причому різниця дійсного і попереднього моментів часу дорівнює часу затримки сигналу блоком 13 ліній затримки. Сигналами блока 12 електронних матриць включені ячейки світлодіодної матриці 15. Світловий потік від світлодіодної матриці 15 формується другим проекційним об'єктивом 10 і направляється крізь фільтр блока 16 фільтрів на другий світлоділильний куб 6 каналу 1 візира. За допомогою фільтра блока 16 фільтрів придають необхідний кольоровий фон рухомим фігурам. Другим світлоділильним кубом 6 направляють одну частину світлового потоку на третій проекційний об'єктив 10 каналу 3 регулювання яскравості, за котрим розташований фотодіод 17, і направляють другу частин у світлового потоку крізь окуляр 9 на фільтр 18 каналу 3 регулювання яскравості. При відсутності в полі зору каналу 1 візира рухомих фігур ячейки світлодіодної матриці 15 каналу 2 виділення рухомих фігур виключені, і яскравість світлового потоку, отримувана спостерігачем 4, натуральна. При появі в полі зору каналу 1 візира рухомої фігури на виходах блока 12 електронних матриць з'являються сигнали, які відповідні змінним в часі ділянкам зображення, якими включені ячейки світлодіодної матриці 15, і на світловий потік від обертальної системи 8 накладений світловий потік від світлодіодної матриці 15. При цьому завдяки переміщенню пластин фільтра 18 яскравість світлового потоку, отримувана спостерігачем 4, не змінна - у рухомої фігури яскравість збільшена, а у обстановки зменшена. Розглянута ви ще робота оптичної системи з виділенням рухомих фігур відноситься до умови, коли оптична система з виділенням рухомих фігур нерухома. Якщо оптична система з виділенням рухомих фі гур рухома (під час повороту або переміщення), то завдяки перекомутації виводів комутатора 14, що рівнозначно урахуванню кутової швидкості ділянок обстановки при їх переміщенні по полю зору каналу 1 візира, оптична система з виділенням рухомих фігур може працювати і під час свого переміщення відносно обстановки аналогічно роботі в нерухомому стані. Регулювання яскравості світлового потоку, отримуваного спостерігачем 4, не призводить утому очей від пульсації яскравості світлового потоку. Оптична система з виділенням рухомих фігур та її складові елементи: канал виділення рухомих фігур і канал регулювання яскравості можуть бути використані - канал регулювання яскравості - для захисту очей від осліплення яскравим світловим потоком, або від опіку очей лазерним світловим потоком, канал виділення рухомих фігур - в військовій області, для самонаведення стрілецької зброї, артилерійської системи, чи зенітної ракети ППО-ПРО на ціль, в сторожових пристроях, оптичної системи з виділенням рухомих фігур - в оптичних прицілах, в візирно-спостережних приборах, які розміщені на бойових машинах. Техніко-економічний ефект від використання оптичної системи з виділенням рухомих фігур заключається в знятті обмеження на використання візирно-спостережних приборів. 4 28745 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 5