Пристрій виявлення оптичних об’єктів

Корисна модель відноситься до систем виявлення об'єктів з використанням відбиття або вторинного випромінювання електромагнітних хвиль, більш конкретно - до пристроїв виявлення прихованих оптичних об'єктів. Виявлення несанкціонованого оптичного спостереження є одною з найважливіших задач при проведенні профілактичних, спеціальних захисних і охоронних заходів. Своєчасне виявлення факту несанкціонованого спостереження дає можливість установити цілі спостереження і погрозу, що може виходити від такого спостереження. Відомий пристрій виявлення оптичних об'єктів "Алмаз" [http://www.das.kiev.ua/Digital_almaz.htm], який включає монокулярний прилад візуального спостереження з об'єктивом і окуляром, лазерне джерело випромінювання з заданою довжиною хвилі, яке розташоване перпендикулярно до оптичної осі монокулярного приладу, світлорозчіплюючу призму з погоджуючою лінзою з боку об'єктива і захисним екраном з боку окуляра, розташовану на оптичних осях монокулярного приладу і лазерного джерела випромінювання. При роботі пристрою лазерний промінь проходить послідовно через світлорозчіплюючу призму, погоджуючу лінзу, лінзу об'єктива і виходить із приладу. Для виявлення оптичних об'єктів сканують лазерним променем місця їх передбачуваного розташування, одночасно спостерігаючи в окуляр. У випадку появи в полі зору яскравих зображень, роблять висновок про наявність прихованих оптичних об'єктів. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: пристрій виявлення оптичних об'єктів, що містить прилад візуального спостереження і лазерне джерело випромінювання, зв'язане з приладом візуального спостереження. Виконання пристрою у вигляді монокуляра з єдиним лазерним випромінювачем не дозволяє скористатися перевагами стереоскопічного спостереження. При розташуванні джерела лазерного випромінювання перпендикулярно до оптичної осі монокулярного приладу, оптичний шлях лазерного променя подовжується. Лазерний промінь проходить через кілька оптичних середовищ, що послабляє потужність випромінювання. Сканування простору виконується лазерним променем заданої довжини хвилі, яка визначена характеристиками лазерного випромінювача. Сканування простору лазерними променями з різними довжинами хвиль у розглянутому пристрої не передбачено. Зазначені фактори знижують імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів. Відомий пристрій виявлення оптичних об'єктів [патент США 5485012, МКВ G01J5/00, G02F1/00, G02B23/00, пріоритет вад 18.07.1978], що містить бінокулярний прилад візуального спостереження, що складається з двох монокулярів, кожний з яких має об'єктив і окуляр, і які з'єднані між собою з можливістю зміни відстані між їх оптичними осями. Бінокулярний прилад візуального спостереження зв'язаний з лазерним джерелом випромінювання. Лазерне джерело випромінювання виконане у вигляді трубчастого корпусу, в якому встановлені лазерний випромінювач з коліматорною лінзою. Лазерне джерело випромінювання закріплене на бінокулярному приладі з можливістю переміщення між монокулярами, один в яких служить для візуального спостереження і може включати підсилювач зображення, другий - як покажчик оптичних об'єктів і містить фотодіодну і світлодіодну матриці. При роботі пристрою направляють лазерний промінь (видимого або невидимого частотного спектру) у місце передбачуваного розташування оптичного об'єкта, у випадку наявності якого відбиті від нього промені надходять у монокуляри. При цьому через один з монокулярів спостерігається навколишнє оточення, а через інший виявляються локальні відбиття променів, які інтерпретуються як оптичні об'єкти. Якщо дивитися в обидва монокуляри, то ці локальні відбиття будуть видні на фоні навколишнього оточення. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: пристрій виявлення оптичних об'єктів, що містить бінокулярний прилад візуального спостереження, що складається з двох монокулярів, і лазерне джерело випромінювання зв'язане з бінокулярним приладом візуального спостереження. У цьому пристрої джерело лазерного випромінювання виконане у вигляді одного випромінювача, що знижує можливість використання стереоскопічних ефектів у процесі спостереження. Як і у вище приведеному аналогу, сканування простору виконується лазерним променем заданої довжини хвилі, яка визначається характеристиками лазерного випромінювача. Сканування простору лазерними променями з різними довжинами хвиль у розглянутому пристрої не передбачено. Зазначені фактори знижують імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів. Як прототип вибрано пристрій виявлення оптичних об'єктів по патенту України на корисну модель №5936, МКВ7 G01S 17/00, пріоритет від 09.12.2004. Пристрій виявлення оптичних об'єктів містить бінокулярний прилад візуального спостереження, що складається з двох ідентичних монокулярів, кожний з яких має об'єктив і окуляр, і які з'єднані між собою з можливістю повороту навколо спільної осі, що забезпечує можливість зміни відстані між оптичними осями монокулярів. Пристрій також містить лазерне джерело випромінювання, яке включає два ідентичних лазерних випромінювача видимого спектра випромінювання. Кожний з лазерних випромінювачів розташований перед об'єктивом кожного з монокулярів на його оптичній осі. Монокуляри постачені ультрафіолетовими фільтрами, розташованими перед лазерними випромінювачами. Пристрій виявлення оптичних об'єктів застосовують таким чином. Спостерігаючи в окуляри, сканують лазерними променями місця передбачуваного розміщення оптичних приладів, змінюючи при цьому відстань між оптичними осями шляхом повороту монокулярів навколо їх спільної осі. У випадку появи в полі зору яскравих, у порівнянні з навколишнім фоном, відблисків, що мають, в основному, круглу форму, ідентифікують їх як оптичні об'єкти. Ультрафіолетові фільтри знижують перешкоди від об'єктів, що створюють відблиски при відбитті від них сонячних променів, а також підвищують чутливість пристрою за рахунок звуження його смуги пропускання. Загальними ознаками прототипу і технічного рішення, що заявляється, є: пристрій виявлення оптичних об'єктів, що містить бінокулярний прилад візуального спостереження, який складається з двох монокулярів, лазерне джерело випромінювання з двома випромінювачами видимого спектра хвиль, кожний з яких розташований перед об'єктивом кожного з монокулярів на його оптичній осі. Як і у вище приведених аналогах, сканування виконується на конкретній довжині хвилі, яка задається характеристиками лазерних випромінювачів. При такому режимі сканування виявлення прихованих оптичних об'єктів обмежене їх оптичними характеристиками і характеристиками оптичного маскування (маскувальне покриття оптики, маскувальні бленди та інше). Другими словами, при такому режимі сканування можливе виявлення тільки таких оптичних об'єктів, що "виявляють" себе на даній довжині хвилі. Сканування лазерними променями з різними довжинами хвиль у розглянутому пристрої не передбачено. Зазначена обставина знижує імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою виявлення оптичних об'єктів, у якому за рахунок конструктивних особливостей підвищується імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої виявлення оптичних об'єктів, що містить бінокулярний прилад візуального спостереження, який складається з двох монокулярів, лазерне джерело випромінювання з двома випромінювачами видимого спектра хвиль, кожний з яких розташований перед об'єктивом кожного з монокулярів на його оптичній осі, відповідно до корисної моделі, пристрій містить додатковий оптичний канал спостереження з фотоприймачем інфрачервоного і видимого спектра хвиль, а лазерне джерело випромінювання містить додатковий випромінювач, що виконаний з можливістю випромінювання у видимому або інфрачервоному спектрі хвиль і зв'язаний з додатковим оптичним каналом спостереження, при цьому довжина хвилі кожного випромінювача відрізняється від довжин хвиль других випромінювачів. Перераховані ознаки складають сутність корисної моделі. Доцільно додатковий оптичний канал спостереження виконати у вигляді циліндричного корпуса, в якому розміщені об'єктив, додатковий випромінювач, установлений перед об'єктивом на його оптичній осі, і фотоприймач інфрачервоного і видимого спектра хвиль, установлений за об'єктивом на його оптичній осі. Доцільно також додатковий оптичний канал спостереження установити між монокулярами бінокулярного приладу візуального спостереження з розташуванням його оптичної осі паралельно оптичним осям монокулярів. Істотні ознаки корисної моделі знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається, (підвищення імовірності виявлення прихованих оптичних об'єктів). Так, виконання пристрою виявлення оптичних об'єктів у вигляді бінокулярного приладу візуального спостереження з двома монокулярами, додаткового оптичного каналу спостереження, що містить фотоприймач інфрачервоного і видимого спектра хвиль, лазерного джерела випромінювання, що включає два випромінювачі видимого спектра хвиль, кожний з яких розташований перед об'єктивом кожного з монокулярів на його оптичній осі, і додатковий випромінювач, що виконаний з можливістю випромінювання у видимому або інфрачервоному спектрі хвиль і зв'язаний з додатковим оптичним каналом спостереження, а також різні довжини хвиль випромінювачів дозволяє змінювати режими сканування таким чином: - сканувати простір одним лазерним променем видимого спектру; - сканувати простір одночасно двома лазерними променями видимого спектру з різними довжинами хвиль; - сканувати простір одночасно трьома лазерними променями видимого спектру з різними довжинами хвиль; - сканувати простір одночасно двома лазерними променями видимого спектру з різними довжинами хвиль і третім лазерним променем в інфрачервоному спектрі хвиль; - сканувати простір лазерним променем в інфрачервоному спектрі хвиль. Зазначені можливості пристрою по зміні режимів сканування дозволяють виявити приховані оптичні об'єкти, які відрізняються своїми оптичними характеристиками і засобами маскування, тобто підвищують імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів. Нижче приводиться докладний опис пристрою виявлення оптичних об'єктів з посиланнями на креслення, на яких представлено: Фіг.1 - Схематичне зображення пристрою виявлення оптичних об'єктів. Фіг.2 - Схематичне зображення додаткової оптичної системи спостереження. Фіг.3 - Схема сканування. Пристрій виявлення оптичних об'єктів (Фіг.1) містить бінокулярний прилад візуального спостереження, який складається з двох ідентичних монокулярів 1, кожний з яких має об'єктив 2 і окуляр 3. Монокуляри 1 з'єднані між собою за допомогою кронштейнів 4 з можливістю повороту навколо спільної осі 5, що забезпечує можливість зміни відстані між оптичними осями 6 монокулярів 1. Монокуляри 1 постачені ультрафіолетовими фільтрами 7 з боку, протилежному окулярам 3. Пристрій містить додаткову оптичну систему спостереження 8 з фотоприймачем 9 видимого й інфрачервоного спектра хвиль. Пристрій також містить лазерне джерело випромінювання, яке включає три лазерних випромінювачі 10, 11, 12. Лазерні випромінювачі 10, 11 є випромінювачами видимого спектра хвиль з різними довжинами хвиль випромінювання. Кожний з лазерних випромінювачів 10, 11 розташований перед об'єктивом 2 кожного з монокулярів 1 на його оптичній осі б. Додаткова оптична система спостереження 8 (Фіг.2) включає циліндричний корпус 13, в якому розміщені об'єктив 14, фотоприймач видимого й інфрачервоного випромінювання 9 з ПЗС-матрицею 15 з убудованим аудіоканалом (не показаний). Перед об'єктивом 14 на його оптичній осі 16 встановлений лазерний випромінювач 12. Лазерний випромінювач 12 виконаний змінним з можливістю установки лазерного випромінювача видимого спектра хвиль або лазерного випромінювача інфрачервоного спектра хвиль. Між об'єктивом 14 фотоприймачем 9 розташований світлофільтр 17. До ПЗС-матриці 15 може бути підключений монітор і/або засоби запам'ятовування інформації, наприклад комп'ютер, пристрій магнітного запису й інші. При використанні пристрою в режимі автономного сканування (без участі людини) ПЗСматриця 15 може бути підключена до радіоканалу передачі інформації на відповідний приймач (не показані). Додаткова оптична система спостереження 8 встановлена між монокулярами 1 бінокулярного приладу візуального спостереження з розташуванням її оптичної осі 16 паралельно оптичним осям 6 монокулярів 1. Пристрій виявлення оптичних об'єктів застосовують таким чином. Спостерігаючи в окуляри 1, сканують лазерними променями простір передбачуваного розташування прихованих оптичних приладів, змінюючи при цьому відстань між оптичними осями 6 шляхом повороту монокулярів 1 навколо їх спільної осі 5. Спостереження ведуть візуально через бінокулярний прилад візуального спостереження або за допомогою монітора, підключеного до ПЗС-матриці 15 (не показаний). У випадку появи в полі зору або на моніторі яскравих, у порівнянні з навколишнім фоном, відблисків, що мають, в основному, круглу форму, ідентифікують їх як оптичні об'єкти. Ультрафіолетові промені відтинаються фільтрами 7, що знижує перешкоди від об'єктів, що створюють відблиски при відбитті від них сонячних променів, а також підвищує чутливість пристрою за рахунок звуження його смуги пропускання. При скануванні в автономному режимі (без участі людини) ПЗС-матрицю 15 підключають до радіоканалу передачі відеоінформації на відповідний приймач, на якому роблять спостереження або запам'ятовують інформацію для наступного аналізу. Пристрій виявлення оптичних об'єктів може працювати в декількох режимах (Фіг.3). Основні режими наступні. 1-й режим. Сканування виконують одним лазерним випромінювачем 10 або 11 або 12 на відповідній довжині хвилі видимого спектра. Фотоприймач 9 може бути включений або відключений. При цьому будуть охоплені зони спостереження А - В або С - D або Е - F відповідно. Це найбільш простий режим сканування. При виключеному фотоприймачі 9 спостереження проводиться візуально через бінокулярний прилад візуального спостереження. При включеному фотоприймачі 9 спостереження може проводитися через бінокулярний прилад візуального спостереження або через монітор (не показаний), підключений до ПЗСматриці 15, з запам'ятовуванням інформації за допомогою комп'ютера, пристрою магнітного запису й ін. (не показані). 2-й режим. Сканування виконують одночасно двома лазерними випромінювачами 10 і 11 з різними довжинами хвиль видимого спектра. Фотоприймач 9 може бути включений або відключений. Буде охоплена зона спостереження А-D. При цьому зона З-У буде перекрита двома лазерними променями з різними довжинами хвиль видимого спектра. Імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів у зоні З-У підвищується. При виключеному фотоприймачі 9 спостереження проводиться візуально через бінокулярний прилад візуального спостереження. При включеному фотоприймачі 9 спостереження може проводиться через бінокулярний прилад візуального спостереження або через монітор (не показаний), підключений до ПЗС-матриці 15, з запам'ятовуванням або передачею інформації. 3-й режим. Сканування виконують трьома лазерними випромінювачами 10, 11 і 12 з різними довжинами хвиль видимого спектра. Фотоприймач 9 може бути включений або відключений. Буде охоплена зона спостереження А-D. При цьому зона З-У буде перекрита трьома лазерними променями з різними довжинами хвиль видимого спектра, що додатково підвищує імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів. При виключеному фотоприймачі 9 спостереження проводиться візуально через бінокулярний прилад візуального спостереження. При включеному фотоприймачі 9 спостереження може проводиться візуально через бінокулярний прилад візуального спостереження або через монітор (не показаний), підключений до ПЗС-матриці 15, з запам'ятовуванням і/або передачею інформації. 4-й режим. Сканування виконують лазерними випромінювачами 10, 11 з різними довжинами хвиль видимого спектра і лазерним випромінювачем 12 в інфрачервоному спектрі. Фотоприймач 9 обов'язково повинен бути включений. Буде охоплена зона спостереження А-D. При цьому зона З-У буде перекрита двома лазерними променями з різними довжинами хвиль видимого спектра і третім лазерним променем інфрачервоного спектра, що ще більше підвищує імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів. Спостереження проводиться візуально через бінокулярний прилад візуального спостереження у видимому спектрі й в інфрачервоному спектрі через монітор (не показаний), підключений до ПЗС-матриці 15, з запам'ятовуванням і/або передачею інформації. 5-й режим. Сканування виконують лазерним випромінювачем 12 в інфрачервоному спектрі. Фотоприймач 9 обов'язково повинен бути включений. Буде охоплена зона спостереження Е-F. Спостереження проводиться через монітор (не показаний), підключений до ПЗС-матриці 15, з запам'ятовуванням і/або передачею інформації. При цьому забезпечується маскування спостереження, тому що сканування виконується в інфрачервоному (невидимому) спектрі хвиль. Слід зазначити, що в даному режимі «виявляють» себе також і оптичні прилади (наприклад, оптичні приціли) з підсвічуванням, яке являється джерелом власного інфрачервоного випромінювання. Можливість зміни режиму сканування дозволяє виявляти приховані оптичні об'єкти в просторі, що сканується, практично незалежно від їх оптичних характеристик і засобів оптичного маскування прихованих об'єктів. Нижче в табличній формі приведені конкретні приклади застосування пристрою виявлення оптичних об'єктів. Таблиця Характеристики лазерних випромінювачів 10, 11, 12 Випромінювач 10 Випромінювач 11 Випромінювач 12 Режим Довжина Потужність, Довжина Потужність, Довжина Потужність, роботи хвилі, нм. МВТ. хвилі, нм. МВТ. хвилі, нм. МВТ. 1-й 532 10 630 10 670 10 2-й 650 10 680 10 3-й 650 20 680 20 710 20 4-й 650 50 680 50 940 1200 5-й 940 1200 Результати застосування У приміщенні на відстані близько 30 метрів виявлено прихований оптичний об'єкт - об'єктив системи спостереження діаметром 0,6мм У приміщенні, розташованому на відстані близько 140 метрів, у сонячний день, через шибку виявлено оптичний об'єкт об'єктив системи охоронної сигналізація діаметром 8мм. На відкритому просторі, удень виявлено прихований оптичний об'єкт - об'єктив оптичного прицілу діаметром 30мм, розташований на відстані близько 400м. На відкритому просторі, уночі виявлено прихований оптичний об'єкт - об'єктив відеокамери діаметром 40мм, розташований на відстані близько 2300м. На відкритому просторі, уночі з дотриманням умов маскування виявлено прихований оптичний об'єкт об'єктив нічного оптичного прицілу, розташований на відстані близько 800м. Пристрій може використовуватися в оперативно-розшукових заходах або в режимі постійного оптичного моніторингу приміщень, об'єктів, простору для виявлення засобів прихованого відеоконтролю, які використовуються для протиправних і незаконних дій. Можливість сканування в інфрачервоному спектрі хвиль забезпечує маскування спостереження. Пристрій має просте управління, в роботі з ним не потрібно спеціальних знань і навичок. Конструктивні особливості пристрою істотно підвищують імовірність виявлення прихованих оптичних об'єктів у порівнянні з відомими аналогічними приладами.