Дальномерно-визирный приборный комплекс
Владельцы патента RU 2437051:
Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Фотон" (RU)
Изобретения относится к оптическому приборостроению, а именно к дальномерно-визирному приборному комплексу, и может быть использовано в многоканальных системах обнаружения и определения координат дальних объектов. Дальномерно-визирный приборный комплекс содержит лазерный дальномер, телевизионные каналы с телекамерами, триппельпризмы и устройства формирования электронных прицельных марок. В фотоприемный канал лазерного дальномера введена спектроделительная призма, на одной грани которой размещена полевая диафрагма фотоприемного канала дальномера, а на перпендикулярной грани - опорная марка, подсвечиваемая источником света. Полевая диафрагма и опорная марка оптически сопряжены друг с другом. Технический результат - повышение точности выверки параллельности оптических осей, упрощение конструкции устройства. 2 ил.
Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к многоканальным дальномерно-визирным приборным комплексам (ДВПК).
Возросшие требования по дальности обнаруживаемых объектов, увеличение числа оптико-электронных модулей в составе ДВПК, решающих различные задачи (распознавание обнаруженных объектов, измерение их координат, в том числе измерение дальности до объектов) предъявляют высокие требования к параллельности оптических осей всех оптико-электронных модулей. Наиболее жесткие требования предъявляются к параллельности оптических осей модулей наведения комплекса на объект и лазерного дальномера. Это связано с тем, что поле зрения фотоприемного канала лазерного дальномера для уменьшения влияния внешних засветок на дальность и точность измерения имеет поле зрения единицы угловых минут (примерно 2 угл. минуты). Поэтому для наведения дальномера на удаленный, объект расхождение оптических осей дальномера и оптико-электронного модуля наведения не должно превышать половины поля зрения дальномера, т.е. должна быть не более одной угловой минуты.
ДВПК, как правило, размещаются на подвижных носителях: бронетранспортерах, боевых машинах пехоты, танках и т.п., которые при движении из-за неровностей местности и собственных вибраций расстраивают параллельность оптических осей модулей. Кроме того, на параллельность оптических осей сильно влияют температурные деформации конструкции комплексов.
Указанные обстоятельства приводят к необходимости создания устройств и систем выверки, позволяющие перемещением электронных прицельных марок восстанавливать, в том числе оперативно, параллельность оптических осей оптико-электронных модулей, входящих в состав ДВПК.
Известен прицел-прибор наведения с излучающими каналами и способ выверки по патенту RU №2191971 от 27.11.2000 г. Известный прицел-прибор наведения, включающий в свой состав информационный и визирный каналы и коллиматор прицельной марки, дополнительно снабжен тепловизионным и телевизионным каналами с мониторами и зеркально-призменной системой ввода излучений в эти каналы, а коллиматор выверки выполнен зеркальным. В этом прицеле-приборе наведения реализован способ выверки параллельности оптических осей прицела-прибора наведения, заключающийся в том, что совмещают выверочное излучение информационного канала с выверочной меткой визирного канала. Дополнительно в качестве визирного канала используют телевизионный канал. Излучение от зеркального коллиматора с диафрагмой направляют зеркально-призменной системой в тепловизионный и телевизионный каналы. Излучение информационного канала направляют в телевизионный канал. Затем выверочным компенсатором информационного канала совмещают на экране монитора телевизионного канала изображение от излучения информационного канала с изображением диафрагмы зеркального коллиматора, при этом на экране монитора тепловизионного канала на месте изображения диафрагмы формируют прицельную марку.
Недостатки этого устройства и способа состоят в достаточно сложном алгоритме выверки, на каждом шаге которого возможно внесение погрешности, и в возможности расстраивания системы выверки, вызванное сложностью конструктивного решения, при котором элементы выверки (информационный канал, выверочный компенсатор, зеркальный коллиматор) выполнены раздельно.
Комбинированный прицел-прибор наведения по патенту RU №2375665 от 28.01.2008 г., содержит визирный канал с прицельной маркой и окуляром, спектроделитель и оптический блок для контроля параллельности осей канала наведения и визирного канала, установленный с возможностью вывода за его пределы, лазерный дальномер, включающий оптически связанные импульсный лазер и приемный канал лазерного дальномера, а также матричный приемник оптического излучения, установленный на оптической оси объектива, формирователь электронной марки, подключенный входом к матричному приемнику, который подключен к монитору, осветитель для подсветки прицельной марки, световозвращатель, установленный перед объективом и оптически связываемый с ним посредством призмы БкР-180°.
Недостаток этого устройства состоит в том, что для выверки используется канал излучателя лазерного дальномера, что, во-первых, небезопасно для глаз, во-вторых, ведет к самообнаружению при проведении выверки, а в-третьих, содержит подвижные элементы ввода/вывода элементов выверки, что усложняет конструкцию устройства и вносит свои погрешности.
Целью настоящего изобретения является повышение точности выверки параллельности оптических осей и упрощение конструкции ДВПК.
Высокая точность выверки параллельности оптических осей достигается тем, что полевую диафрагму приемной системы лазерного дальномера и опорную марку наносят на один и тот же оптический элемент - спектроделительную призму и оптически сопрягают друг с другом, а опорный коллимированный поток света от подсвеченной опорной марки формируют оптической системой приемного канала лазерного дальномера.
Формирование коллимированного светового потока от опорной марки объективом приемного канала дальномера, оптическое сопряжение полевой диафрагмы и опорной марки, которые жестко размещают на гранях оптической призмы, практически исключают возможность взаимной разъюстировки оптических осей приемного канала дальномера и канала выверки. Передача оптического изображения опорной марки во все входные объективы ДВПК с помощью триппельпризм (основное свойство - параллельность входного и выходного лучей света независимо от положения самой триппельпризмы) обеспечивает параллельность входящих световых лучей от опорной марки и, следовательно, параллельность оптических осей ДВПК после проведения выверки.
Отсутствие перемещения оптических и конструктивных элементов для проведения выверки, малые габариты оптической призмы, включение/выключение выверки только включением/выключением подсветки опорной марки существенно упрощают конструкцию системы выверки и делают ее более точной и надежной.
На фиг.1 схематично представлен дальномерно-визирный приборный комплекс, на фиг.2 представлен узел спектроделительной призмы.
ДВПК (фиг.1) содержит лазерный визир с приемным каналом, содержащим входной объектив 1, полевую диафрагму 2, проекционную оптическую систему 3 и фотоприемное устройство 4 (ФПУ); телевизионные модули с входными объективами 5, 6 и телекамерами 7, 8; триппельпризмы 9, 10; спектроделительную призму 11 со спектроделительной поверхностью 12; опорную марку 13 с источником света 14.
Спектроделительная призма 11 (фиг.2) содержит стеклянную пластинку 15 с нанесенной на ней опорной маркой 13 и стеклянную пластинку 16 с нанесенной на ней полевой диафрагмой 2 фотоприемного канала лазерного дальномера. Стеклянная пластинка 17 предназначена для компенсации разности фокусных расстояний объектива 1 для видимого диапазона света, в котором работают телевизионные каналы, и рабочего инфракрасного диапазона приемного канала лазерного дальномера. Спектроделительная поверхность 12 разделяет световые потоки лазерного излучения (1,09 или 1,54 мкм) и источника света 14 (0,4-0,9 мкм).
Опорная марка и диафрагма оптически сопряжены, т.е. расположены в фокальной плоскости объектива 1 на его оптической оси.
Триппельпризмы 9 и 10 переносят световой поток от опорной марки 13 в объективы 5 и 6 телекамер 7 и 8. Объективы 5 и 6 формируют изображение опорной марки 13 на фоточувствительной поверхности телекамер 7 и 8.
При работе с ДВПК оператор по электронному изображению на мониторе наводит электронную прицельную марку на цель и производит замер дальности. В случае увеличения промахов при измерении дальности оператор проводит выверку параллельности оптических осей модулей и лазерного дальномера. Для этого он включает источник света 14 для подсветки опорной марки 13. При этом изображение опорной марки проецируется в фокальные плоскости объективов (5 и 6) всех каналов ДВПК и высвечивается на экране монитора. Оператор последовательно для каждого канала проверяет совпадение изображений электронных марок с изображением опорной марки и, при необходимости, корректирует положение электронных марок, совмещая их изображения с изображением опорной марки на экране монитора.
Дальномерно-визирный приборный комплекс, содержащий лазерный дальномер, телевизионные каналы с телекамерами, триппельпризмы и устройства формирования электронных прицельных марок, отличающийся тем, что в фотоприемный канал лазерного дальномера введена спектроделительная призма, на одной грани которой размещена полевая диафрагма фотоприемного канала дальномера, а на перпендикулярной грани - опорная марка, подсвечиваемая источником света, причем полевая диафрагма и опорная марка оптически сопряжены друг с другом.
