СВЕТОВОЙ ЭКРАН ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ПРОЛЕТА ПУЛИ Российский патент 2013 года по МПК F41J5/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Устройство относится к системам определения попаданий. Более точно, к используемым в мишенном комплексе световым экранам, позволяющим определить координаты пролета пули или снаряда.

Уровень техники

Известны световые экраны для определения координат пролета пули или снаряда по прерыванию лучей источников света, фиксируемого фотоприемниками, например JP 2007162989 от 28.06.2008, CN 201149467 от 12.11.2008, CN 2682371 от 02.03.2005, DE 10119586 от 31.10.2002 и RU 2068538 от 27.10.1996.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является световой экран, см. патент US 5577733 от 26.11.1996, для определения координат пролета пули или снаряда по прерыванию лучей источников излучения, фиксируемого рядом фотоприемников.

Недостатком этого известного светового экрана является необходимость использования, по меньшей мере, двух линеек фотоприемников, установленных на разных стойках.

В существующем уровне техники не выявлен комплект элементов светового экрана, который может быть самостоятельным продуктом, поставляемым для монтажа светового экрана.

Раскрытие изобретения

Технический результат, достигаемый в заявленных световом экране и комплекте элементов светового экрана, заключается в реализации расширения арсенала технических средств и при этом упрощении конструкции светового экрана, поскольку для определения координат пролета пули достаточно использования одной (а не двух, как в прототипе) линейки фотоприемников с одним рядом фотоприемников, а для определения баллистических характеристик пули достаточно двух (а не четырех, как в прототипе) линеек фотоприемников, каждая с одним рядом фотоприемников, или одной линейки с двумя рядами фотоприемников. Кроме того, техническим результатом является увеличение точности определения координат пролета пули или снаряда, поскольку ряд фотоприемников и оба лазера, с которыми сопряжены фотоприемники, находятся в одной плоскости.

При расположении двух линеек фотоприемников, каждая с одним рядом фотоприемников на противоположных стойках, и использовании двух пар источников света достигается технический результат, заключающийся в использовании всего (а не части, как в прототипе) проема между двумя стойками с линейками фотоприемников и источниками света для определения координат пролета пули или снаряда.

Техническим результатом, достигаемым в заявленном комплекте элементов светового экрана, является также универсальность его использования с одной или двумя мишенями, или с большим числом мишеней. Световой экран может быть смонтирован и установлен практически в любом месте, выбранном для стрельбы по мишеням, а его монтаж сводится к установке двух стоек и оптическому сопряжению фотодетекторов с источниками света.

Указанные технические результаты достигаются в световом экране для определения координат пролета пули или снаряда по прерыванию лучей источников излучения, фиксируемого рядом фотоприемников (расположенным на линейке, установленной или вертикально, или горизонтально, или под углом к горизонту), включающим, по меньшей мере, два (установленных на кронштейнах, или подставках, или стойке) источника, различаемые по величине выходного сигнала фотоприемников, при этом каждый фотоприемник оптически сопряжен с обоими источниками излучения и соединен с двумя компараторами, позволяющими определить, луч какого из двух источников излучения был прерван в отношении подключенного к ним фотоприемника.

Источники излучения могут отличаться друг от друга мощностью излучения.

Источники излучения могут отличаться друг от друга длиной волны излучения, а фотоприемники при этом должны быть выполнены с различной чувствительностью к излучению с различными длинами волн.

Световой экран может включать первую и вторую стойки, причем ряд фотоприемников расположен на первой стойке (вдоль нее), а источники излучения установлены на второй стойке.

Световой экран может дополнительно включать еще один источник излучения, установленный на второй стойке, при этом мощность излучения дополнительного источника излучения отличается от мощности излучения каждого из других двух источников излучения, а каждый фотоприемник соединен с тремя компараторами, позволяющими определить, луч какого из трех источников излучения был прерван (при пролете пули) в отношении подключенного к ним фотоприемника, оптически сопряженного с тремя источниками света.

Световой экран может дополнительно включать еще один расположенный на первой стойке (вдоль нее) ряд фотоприемников, каждый фотоприемник которого также соединен с двумя компараторами, позволяющими определить, луч какого из двух источников излучения был прерван (при пролете пули) в отношении подключенного к ним фотоприемника, оптически сопряженного с обоими источниками излучения, установленными на второй стойке.

Световой экран может дополнительно включать два источника излучения, расположенные на первой стойке, и ряд оптически сопряженных с ними фотоприемников, расположенный на второй стойке, причем каждый фотоприемник соединен с двумя компараторами, позволяющими определить луч какого из двух источников излучения, установленных на первой стойке, был прерван (при пролете пули) в отношении подключенного к ним фотоприемника.

Световой экран может дополнительно включать микроконтроллер, установленный на стойке и подключенный к выходу компараторов, подключенных к фотоприемникам.

Источники излучения могут быть выполнены в виде лазерных диодов с длиной волны излучения в диапазоне чувствительности фотоприемников от 600 до 1050 нм.

Указанные технические результаты достигаются в комплекте элементов светового экрана, позволяющего определить координаты пролета пули по прерыванию лучей лазеров, фиксируемого фотоприемниками, включающий, линейку фотоприемников, два лазера и две стойки, выполненные с возможностью установки, соответственно, линейки фотоприемников, располагаемой вдоль стойки, и двух лазеров.

Комплект может дополнительно включать микроконтроллер, устанавливаемый на стойке и подключаемый к линейке фотоприемников.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена схема светового экрана с двумя источниками излучения.

На фиг.2 и фиг.3 представлены линейки фотоприемников, соответственно, с одним и двумя рядами фотоприемников.

На фиг.4 представлена схема светового экрана с двумя стойками и двумя источниками излучения на каждой стойке.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг.1, световой экран может состоять из основания 1 с расположенной на нем линейкой 2 фотоприемников (показана на фиг.2 и фиг.3) и лазерных диодов 3 и 4, которые установлены над основанием на кронштейнах 5 и 6. На фиг.1 показана зона, где излучения обоих источников перекрываются и целесообразно расположение изображения мишени. Очевидно, что расположение основания 1 не обязательно горизонтально. Оно может быть расположено вертикально, т.е. являться стойкой, или под углом к горизонту. Стойка, кронштейны и линейка фотоприемников могут образовывать комплект элементов светового экрана. Вместо кронштейнов может быть использовано другое основание (крепящееся, например, на потолке стрелковой галереи) или вторая стойка.

На фиг.2 показано основание 1 с установленной на нем линейкой 2 с рядом фотоприемников 7, например фотодиодов BPW-34. Линейка фотоприемников (фотодиодов) - блок, включает основу (в виде линейки), на которой установлены ряд или ряды фотоприемников, компараторы и осуществлена коммутация фотоприемников и компараторов, может также включать средства усиления и обработки сигналов от фотоприемников. Все фотоприемники 7 оптически сопряжены с лазерными диодами 2 и 3. На каждый фотоприемник 7 приходится по два подключенных к нему компаратора, с различными опорными напряжениями. Излучения лазерных диодов 2 и 3 различной мощности, что позволяет различить с помощью компараторов соответствующие сигналы на выходе фотодиода. Чувствительность фотодиодов BPW-34 существенно зависит от длины волны излучения, что также может использоваться для различения излучений лазерных диодов по величине сигнала на выходе фотодиода.

На фиг.3 показано основание 1 для другого варианта осуществления светового экрана с установленной на нем линейкой 2 с двумя рядами фотоприемников 7. Все фотоприемники также оптически сопряжены с лазерными диодами 2 и 3. При таком осуществлении светового экрана возможно определение баллистических характеристик пули путем определения координат и временного интервала пролета пули между плоскостями, образованными лазерными диодами и рядами фотоприемников.

На фиг.4 показан световой экран, который состоит из стойки 8 с установленными на ней линейкой фотоприемников (показана на фиг.2 и фиг.3) и лазерными диодами 9 и 10, и стойки 11 с установленными на ней линейкой или линейками фотоприемников (также показана на фиг.2 и фиг.3) и лазерными диодами 12 и 13. Стойки 8 и 11 прикреплены к стенам 14 и 15 стрелковой галереи, но могут быть прикреплены к полу стрелковой галереи, или снабжены общим основанием. Показаны также изображения мишеней на проекционном экране. Такая компоновка светового экрана позволяет использовать весь (а не часть, как в прототипе) проем между двумя стойками с линейками фотоприемников. Две стойки, линейки фотоприемников и лазерные диоды также могут образовывать комплект элементов светового экрана, позволяющий смонтировать световой экран в выбранном месте.

В качестве источников излучения используются лазерные модули с лазерными диодами, длина волны 650 нм и/или 850 нм. Поскольку эти длины волн излучения лежат в инфракрасной области, через этот «лазерный экран» беспрепятственно демонстрируются проецируемые видеопроектором изображения мишеней, ситуаций, поражаемых или не поражаемых объектов.

Лазерные модули формируют плоские пучки излучения, засвечивающие на противоположных стойках одну или две полосы шириной 3,5-5,5 мм. Лазерные модули, как показано на фиг.4 установлены так, чтобы перекрывать своим излучением три мишени, изображение которых формируется на демонстрационном экране.

Таким образом, предоставляется возможность стрелять одновременно трем стрелкам. Поскольку стойки светового экрана могут быть расставлены на большем удалении, количество стрелков может быть увеличено. Максимальное количество стрелков определяется шириной стрелковой галереи и требованиями безопасности при стрельбе (как правило, ~1500 мм по осям направлений стрельбы).

Световой экран предназначен для определения координат пролета пули или снаряда по прерыванию лучей двух источников излучения, фиксируемого рядом фотоприемников. Источники излучения различимы по величине выходного сигнала фотоприемников, при этом каждый фотоприемник оптически сопряжен с обоими источниками излучения и соединен с двумя компараторами, позволяющими определить, луч какого из двух источников излучения был прерван в отношении подключенного к ним фотоприемника. Технический результат заключается в обеспечении возможности упрощения конструкции светового экрана. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Световой экран для определения координат пролета пули или снаряда по прерыванию лучей источников излучения, фиксируемого рядом фотоприемников, отличающийся тем, что включает, по меньшей мере, два источника излучения, различаемые по величине выходного сигнала фотоприемников, при этом каждый фотоприемник оптически сопряжен с обоими источниками излучения и соединен с двумя компараторами, позволяющими определить, луч какого из двух источников излучения был прерван в отношении подключенного к ним фотоприемника.

2. Световой экран по п.1, отличающийся тем, что источники излучения отличаются друг от друга мощностью излучения.

3. Световой экран по п.1, отличающийся тем, что источники излучения отличаются друг от друга длиной волны излучения, а фотоприемники выполнены с различной чувствительностью к излучению с различными длинами волн.

4. Световой экран по п.1, отличающийся тем, что включает первую и вторую стойки, причем ряд фотоприемников расположен на первой стойке, а источники излучения установлены на второй стойке.

5. Световой экран по п.4, отличающийся тем, что дополнительно включает еще один расположенный на первой стойке ряд фотоприемников, каждый фотоприемник соединен с двумя компараторами, позволяющими определить, луч какого из двух источников излучения был прерван в отношении подключенного к ним фотоприемника, оптически сопряженного с обоими источниками излучения, установленными на второй стойке.

6. Световой экран по п.4, отличающийся тем, что дополнительно включает два источника излучения, расположенные на первой стойке, и ряд оптически сопряженных с ними фотоприемников, расположенный на второй стойке, причем каждый фотоприемник соединен с двумя компараторами, позволяющими определить, луч какого из двух источников излучения, установленных на первой стойке, был прерван в отношении подключенного к ним фотоприемника.

7. Световой экран по п.4, отличающийся тем, что дополнительно включает микроконтроллер, установленный на стойке и подключенный к выходу компараторов, подключенных к фотоприемникам.

8. Световой экран по п.1, отличающийся тем, что источники излучения выполнены в виде лазерных диодов с длиной волны излучения в диапазоне чувствительности фотоприемников от 600 до 1050 нм.