Однозрачковый прицел с лазерным дальномером

Прицел содержит объектив, выполненный из шести компонентов. Между вторым и третьим компонентами установлена спектроделительная плоскопараллельная пластинка, в проходящем пучке которой установлена оборачивающая система, а так же просветный индикатор и окуляр. Между объективом и оборачивающей системой установлены электронно-оптический преобразователь и компенсационный коллектив, имеющие возможность их поочередной установки на оптической оси в фокальной плоскости объектива. В отраженном от спектроделительной пластинки пучке лучей установлены линза дальномера, зеркало с центральным отверстием, разделяющее излучающий и приемный каналы дальномера, в которых расположены лазерный излучатель и приемник лазерного излучения. Оптическая ось канала, прошедшего через спектроделительную пластинку, смещена относительно оптической оси общего входного канала в соответствии с соотношением, указанным в формуле изобретения. Технический результат - обеспечение ведения прицельной стрельбы как днем, так и ночью с возможностью измерения дальности при минимальных потерях энергии отраженного от целей лазерного излучения. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и лазерной дальнометрии, а именно к оптико-электронным прицелам со встроенной функцией измерения расстояний до цели.

Известна оптическая система прицела с лазерным дальномером ZEISS VICTORY DIARANCE 3×12×56Т (Статья «Прицелы с дальномером», журнал «Популярная механика», №4 (66), апрель 2008 г., стр. 78). Прицел содержит оптическую систему визуального прицельного канала, состоящую из последовательно установленных объектива, спектроделительного элемента с фотоприемником лазерного дальномера, прицельной сетки, линзовой оборачивающей системы, просветного индикатора, окуляра, причем плоскость прицельных знаков сетки совмещена с задним фокусом объектива и передним фокусом линзовой оборачивающей системы, а плоскость светящихся знаков просветного индикатора совмещена с задним фокусом оборачивающей системы и с предметной плоскостью окуляра, и отдельную оптическую систему излучающего канала лазерного дальномера.

Недостатком данной системы является наличие двух отдельных каналов, оснащенных собственными объективами и имеющими отдельные входные оптические окна, что увеличивает габариты прицела, а также отсутствие ночного режима работы.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является оптическая система прицела с лазерным дальномером (патент RU 2560347 C1, опубл. 20.08.2015), которая принята за прототип. Прицел содержит один комбинированный канал, имеющий в своем составе последовательно установленные объектив, прицельную сетку, линзовую оборачивающую систему, просветный индикатор и окуляр, причем плоскость прицельных знаков сетки совмещена с задним фокусом объектива и передним фокусом линзовой оборачивающей системы, а плоскость светящихся знаков просветного индикатора совмещена с задним фокусом оборачивающей системы и с предметной плоскостью окуляра. Между объективом и сеткой установлен спектроделительный элемент, в отраженном пучке от которого установлен канал лазерного дальномера с поляризационным разделением излучающего и приемного каналов, использующим преобразование линейной поляризации в круговую при измерениях дальности до цели.

Недостатком данной системы является отсутствие ночного режима работы и зависимость измеряемой дальности от деполяризующих свойств отражающих поверхностей, до которых она измеряется.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение ведения прицельной стрельбы как днем, так и ночью с возможностью измерения дальности при минимальных потерях энергии отраженного от целей лазерного излучения.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в предлагаемой оптической схеме прицела, имеющей один комбинированный канал, состоящий из последовательно установленных объектива, линзовой оборачивающей системы, просветного индикатора и окуляра, причем плоскость светящихся знаков просветного индикатора совмещена с задним фокусом оборачивающей системы и с предметной плоскостью окуляра, в отличие от известного прототипа, объектив выполнен из шести компонентов, первый из которых - положительная плоско-выпуклая линза, второй - двояковогнутая отрицательная линза, третий - двояковыпуклая положительная линза, вблизи первой поверхности которой расположена апертурная диафрагма, четвертый - выпукло-вогнутая отрицательная линза, обращенная вогнутостью к предмету, пятый и шестой -выпукло-вогнутые отрицательные линзы, обращенные выпуклостью к предмету, а между вторым и третьим компонентами объектива расположен спектроделительный элемент в виде плоскопараллельной пластинки, в проходящем пучке которого установлена оборачивающая система, второй компонент которой выполнен в виде плоско-выпуклой положительной линзы, четвертый компонент - двояковогнутая отрицательная линза, пятый - двояковыпуклая положительная линза, просветный индикатор и окуляр, первый компонент которого выполнен в виде двояковогнутой отрицательной линзы, второй - плоско-выпуклая положительная линза, четвертый - выпукло-вогнутая положительная линза, обращенная вогнутостью к глазу, причем между объективом и оборачивающей системой установлены электронно-оптический преобразователь (ЭОП) и компенсационный коллектив, имеющие возможность перемещения относительно оптической оси и их поочередной взаимоисключающей установки на оптической оси в фокальной плоскости объектива, при этом компенсационный коллектив выполнен в виде двух линз, первая из которых - положительная двояковыпуклая линза, вторая - отрицательная выпукло-вогнутая линза, а в отраженном от спектроделительного элемента пучке лучей установлены двояковыпуклая положительная линза дальномера, зеркало апертурного разделения с центральным отверстием, разделяющее излучающий и приемный каналы лазерного дальномера и две отрицательные фокусирующие линзы, формирующие эквивалентное фокусное расстояние излучающего и приемного трактов дальномера, после одной из которых расположен лазерный излучатель, а после другой - приемник лазерного излучения, при этом выполняется следующее соотношение:

,

где δ - величина смещения оптической оси канала, прошедшего через спектроделительную пластинку, относительно оптической оси общего входного канала;

dсп - толщина спектроделительной пластинки;

n - показатель преломления спектроделительной пластинки для средней длины волны спектрального диапазона пропускаемого канала;

α - угол наклона нормали спектроделительной пластинки относительно оптической оси общего входного канала.

Описанная оптическая схема однозрачкового прицела с лазерным дальномером приведена на фигуре 1.

Конструктивные параметры варианта исполнения оптической схемы однозрачкового прицела с лазерным дальномером приведены в таблице 1.

Параметры такого варианта исполнения однозрачкового дневно-ночного прицела с лазерным дальномером:

Дневно-ночной прицельный канал:

- увеличение: 2,8 крат - в режиме «день», 3,2 крат - в режиме «ночь»;

- угловое поле зрения: 18°;

- линейная величина поля зрения

при расстоянии прицеливания 100 м: 31,6 м;

- предел разрешения: 20 угл. с;

- диаметр входного зрачка: 16,8 мм - в режиме «день», 37 мм - в режиме «ночь»;

- диаметр выходного зрачка: 6 мм;

- удаление выходного зрачка: 30 мм;

Дальномерный канал:

- расчетная длина волны: 0,905 мкм;

- фокусное расстояние: 195 мм - излучающий канал, 195 мм - приемный канал;

- диаметр выходного (входного) окна: 56 мм.

Система содержит объектив 1-8 со спектроделительным элементом 3 и апертурной диафрагмой 4, компенсационный коллектив 9-10, электронно-оптический преобразователь 11, оборачивающую систему 12-17, просветный индикатор 18, окуляр 19-22, выходной зрачок 23, положительную линзу дальномера 24, зеркало апертурного разделения 25, отрицательные линзы 26 и 28, лазерный излучатель 27 и приемник лазерного излучения 29.

Принцип действия однозрачкового прицела с лазерным дальномером заключается в следующем.

Для визуального прицельного канала

Лучи света от цели проходят компоненты объектива 1, 2, спектроделительный элемент 3, компоненты объектива 5, 6, 7 и 8, компенсационный коллектив 9-10, который меняет углы наклона полевых пучков, направляя их на оборачивающую систему 12-17. Оборачивающая система фокусирует пучки в плоскости светящихся знаков просветного индикатора 18, после чего совмещенное изображение цели, прицельных знаков и светящихся знаков просветного индикатора рассматриваются через окуляр 19-22 глазом наблюдателя, помещенным в плоскости выходного зрачка 23.

Спектроделительный элемент 3 реализован в виде плоскопараллельной пластинки, на первой поверхности которой формируется многослойная пленка, пропускающая видимую и частично ближнюю ИК составляющие спектрального диапазона и отражающая часть спектра, соответствующую рабочему спектральному диапазону лазерного излучателя дальномера.

Для повышения качества оптического изображения оптическая ось канала, проходящего через спектроделительную пластинку 3, смещена относительно оптической оси общего входного канала на величину 8, которая выбирается из соотношения

,

где δ - величина смещения оптической оси канала, прошедшего через спектроделительную пластинку, относительно оптической оси общего входного канала;

dсп - толщина спектроделительной пластинки;

n - показатель преломления спектроделительной пластинки для расчетной длины волны спектрального диапазона пропускаемого канала;

α - угол наклона нормали спектроделительной пластинки относительно оптической оси общего входного канала.

Для ночного прицельного канала

Лучи света от цели проходят компоненты объектива 1, 2, спектроделительный элемент 3, компоненты объектива 5, 6, 7 и 8 и фокусируются на фотокатоде электронно-оптического преобразователя 11. Изображение, сформированное на экране ЭОП, переносится оборачивающей системой 12-17 в плоскость светящихся знаков просветного индикатора 18, после чего совмещенное изображение цели, прицельных знаков и светящихся знаков просветного индикатора рассматриваются через окуляр 19-22 глазом наблюдателя, помещенным в плоскости выходного зрачка 23.

Учитывая, что ЭОП 11 и компенсационный коллектив 9-10 выполнены с возможностью перемещения относительно оптической оси и их поочередной взаимоисключающей установки на оптической оси в фокальной плоскости объектива, а компенсационный коллектив 9-10 создает дополнительное смещение между задней фокальной плоскостью объектива 1-8 и плоскостью предметов оборачивающей системы 12-17, равное эквивалентному расстоянию между фотокатодом и экраном ЭОП 11, то при вводе ЭОП 11 вместо компенсационного коллектива 9-10, экран ЭОП 11 совпадет с плоскостью предметов оборачивающей системы 12-17, обеспечивая ночной режим работы с усилением яркости изображения за счет применения ЭОП 11.

Для лазерного дальномера

Излучение от излучателя 27 с нужной расходимостью формируется отрицательной линзой 26. Сформированный линзой 26 пучок излучения проходит через центральное отверстие зеркала апертурного разделения 25, ограничивающее пучок по диаметру, положительную линзу 24 и попадает на спектроделительный элемент 3, отражающий рабочий спектральный диапазон излучателя 27 дальномера. Затем пучок излучения проходит центральную часть компонентов 1 и 2 объектива, которые совместно с линзой 24 создают заданный размер пятна излучения на цели.

После отражения от цели при обратном прохождении пучок отраженного излучения попадает на весь рабочий диаметр компонентов объектива 1 и 2, отражается от спектроделительного элемента 3, проходит положительную линзу 24, отражается внешней кольцевой зоной зеркала апертурного разделения 25 и фокусируется отрицательной линзой 28 на фотоприемник, который преобразует световую энергию в электрическую.

Таким образом, предлагаемая оптическая система дает возможность решать задачи осуществления прицельной стрельбы и дальнометрирования днем и ночью при прохождении всех рабочих пучков излучения через единое входное окно, с минимальными потерями энергии на отражение лазерного излучения от целей и позволяет обеспечить более компактные размеры стрелкового прицела, а также удобство его использования.

Однозрачковый прицел с лазерным дальномером, имеющий в своем составе один комбинированный канал, содержащий последовательно установленные объектив, линзовую оборачивающую систему, просветный индикатор и окуляр, причем плоскость светящихся знаков просветного индикатора совмещена с задним фокусом оборачивающей системы и с предметной плоскостью окуляра, отличающийся тем, что в нем объектив выполнен из шести компонентов, первый из которых - положительная плоско-выпуклая линза, второй - двояковогнутая отрицательная линза, третий - двояковыпуклая положительная линза, вблизи первой поверхности которой расположена апертурная диафрагма, четвертый - выпукло-вогнутая отрицательная линза, обращенная вогнутостью к предмету, пятый и шестой - выпукло-вогнутые отрицательные линзы, обращенные выпуклостью к предмету, а между вторым и третьим компонентами объектива установлен спектроделительный элемент в виде плоскопараллельной пластинки, в проходящем пучке которого установлена оборачивающая система, второй компонент которой выполнен в виде плоско-выпуклой положительной линзы, четвертый компонент - двояковогнутая отрицательная линза, пятый - двояковыпуклая положительная линза, просветный индикатор и окуляр, первый компонент которого выполнен в виде двояковогнутой отрицательной линзы, второй - плоско-выпуклая положительная линза, четвертый - выпукло-вогнутая положительная линза, обращенная вогнутостью к глазу, причем между объективом и оборачивающей системой установлены электронно-оптический преобразователь и компенсационный коллектив, имеющие возможность перемещения относительно оптической оси и их поочередной взаимоисключающей установки на оптической оси в фокальной плоскости объектива, при этом компенсационный коллектив выполнен в виде двух линз, первая из которых - положительная двояковыпуклая линза, вторая - отрицательная выпукло-вогнутая линза, а в отраженном от спектроделительного элемента пучке лучей установлены двояковыпуклая положительная линза дальномера, зеркало апертурного разделения с центральным отверстием, разделяющее излучающий и приемный каналы дальномера и две отрицательные фокусирующие линзы, формирующие эквивалентное фокусное расстояние излучающего и приемного трактов лазерного дальномера, после одной из которых расположен лазерный излучатель, а после другой - приемник лазерного излучения, при этом выполняется следующее соотношение:

,

где δ - величина смещения оптической оси канала, прошедшего через спектроделительную пластинку, относительно оптической оси общего входного канала;

dсп - толщина спектроделительной пластинки;

n - показатель преломления спектроделительной пластинки для средней длины волны спектрального диапазона пропускаемого канала;

α - угол наклона нормали спектроделительной пластинки относительно оптической оси общего входного канала.



 

Похожие патенты:

Двухканальный тепловизионно-ночной наблюдательный прибор содержит тепловизионный канал, состоящий из объектива тепловизионного канала, матричного приемника излучения, плоского дисплея, лупы тепловизионного канала, куб-призмы.

Изобретение относится к приборам ночного видения. Устройство содержит блок наблюдения, телевизионный канал, блок управления и синхронизации, импульсный инфракрасный осветитель и блок деления частоты, блок преобразования задержки, два электромеханических привода, блок регулировки амплитуды тока накачки и последовательно соединенные измеритель естественной освещенности, блок преобразования сигнала и блок управления частотой.

Изобретение относится к биноклю для дневного и ночного наблюдения. Бинокль содержит дневной канал, состоящий из двухкомпонентного объектива, оборачивающей системы и окуляра с сеткой.

Оптический прицел переменного увеличения предназначен для ведения стрельбы из стрелкового оружия. Прицел содержит установленные в корпусе объектив, окуляр, тубус, в котором размещены оборачивающая система и система смены увеличения в подвижной оправе, сетка, механизм смены увеличения, механизмы выверки, тубус кинематически связан с механизмами выверок и имеет продольный паз.

Изобретение относится к тепловизионным приборам, которые обеспечивают наблюдение как в видимой, так и в инфракрасной области. В указанном приборе инфракрасный объектив формирует тепловое изображение в плоскости чувствительных элементов матричного фотоприемника, выходные сигналы с которого поступают в блок обработки информации, управляющий яркостью каждого элемента устройства отображения информации, расположенного в фокальной плоскости окуляра, в соответствии с формируемым тепловым изображением.

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и касается оптико-электронного прицела. Прицел содержит объектив, электронный блок и окуляр.

Изобретение относится к области обнаружения инфракрасного излучения низколетящих объектов. Комплекс аппаратуры для воздушного наблюдения включает размещение тепловизионной камеры на привязном аэростате с возможностью кругового вращения камеры вокруг вертикальной оси и изменения угла наклона камеры к вертикальной оси за счет размещения ее на горизонтальном валу.

Прибор может быть использован в системе управления огнем объектов бронетанковой техники. Прибор содержит головную часть, состоящую из защитных стекол и двух призм-кубиков, два вертикально расположенных канала: однократный оптический и многократный оптико-электронный, и канал импульсного лазерного дальномера, который имеет излучающее и приемное устройства.

Изобретение относится к оптическому и оптико-электронному приборостроению и, в частности, к наблюдательным приборам для тепловизионного и ночного наблюдения. .

Изобретение относится к средствам прицеливания, предназначенным для стрелкового оружия для безопасного ведения огня из закрытой позиции. Устройство для ведения прицельного огня стрелковым оружием содержит бронезащитную опору для ствола оружия (1).

Изобретение относится к области боевого применения артиллерии и может быть использовано для корректировки стрельбы артиллерии по целям, ненаблюдаемым с огневых позиций.

Изобретение относится к прицельным приспособлениям для оружия. Прицел имеет два входных окна, расстояние между которыми служит внутренней базой для параллактического угла с вершиной на цели.

Изобретение относится к вооружению, в частности к системам огневого поражения объектов управляемыми боеприпасами. Для наведения управляемого боеприпаса определяют координаты цели, подсвечивают область подстилающей поверхности лазерным излучением, захватывают и наводят самонаводящийся боеприпас класса воздух-поверхность (СБПВП) по отраженному лазерному излучению от области подсвета подстилающей поверхности.

Изобретение относится к области вооружения и военной техники, в частности к стабилизаторам вооружения дистанционного управления боевыми модулями (БМ). Стабилизатор вооружения дистанционно управляемого боевого модуля дополнительно содержит, связанные между собой, задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по горизонтальному наведению (ГН) и вертикальному наведению (ВН), блок управления, усилитель мощности, блок коммутации, электродвигатель ГН, электродвигатель ВН, электромагнитный стопор ГН, электромагнитный стопор ВН, датчик положения ГН, датчик положения ВН, датчик абсолютной угловой скорости по ГН, датчик абсолютной угловой скорости по ВН, первую последовательную шину, вторую последовательную шину, третью последовательную шину, четвертую последовательную шину, прицел-дублер, в шасси объекта военного назначения дополнительно введены аппаратура управления и видеосмотровое устройство.

Изобретение относится к имитаторам, снабженным радиолокационным визиром. Устройство содержит радиолокационный визир с вычислительной машиной, трехстепенной динамический стенд-качалку, имитатор эхо-сигнала, делитель мощности, фазовые модуляторы, блоки задержки, имитаторы доплеровского сдвига частоты, управляемые аттенюаторы, рупорные антенны, подвижные основания, электромеханический имитатор движения целей, безэховую камеру, выполненную в виде помещения, обшитого радиопоглощающим материалом, управляемый аттенюатор сигнала помехи, имитатор сигнала помехи, пульт управления, устройство имитации БПЛА и внешних условий полета, имитатор движения БПЛА, имитатор ветровых порывов, имитатор упругости, имитатор радиовысотомера и подстилающей поверхности, блок выработки сигналов управления, имитатор рулей.

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано в стрелковом оружии с лазерными системами наведения. Формирование светового пятна на цели производят лучом, состоящим, по крайней мере, из двух цветов, сочетание которых производит впечатление цвета, соответствующего окраске цели в зоне пятна.

Изобретение относится к области вооружения, в частности к противотанковым ракетным комплексам (ПТРК). ПТРК содержит пусковую установку с телетепловизионным прицелом и аппаратурой наведения и управления, транспортно-пусковой контейнер с управляемой ракетой, навигационную систему, включающую измеритель координат местоположения пусковой установки и измеритель углов положения самоходной машины относительно географической системы координат, устройство целеуказания, выполненное в виде двух модулей.

Предложен адаптивный цифровой спектральный селектор цели. Он содержит оптико-электронный следящий гирокоординатор с тремя каналами спектроделения оптического излучения, тремя фотоприемниками, тремя импульсными усилителями с однократным дифференцированием, выходы которых подключены к амплитудным детекторам, а выходы детекторов к схеме сравнения уровней, или вычислителям отношений уровней, а выходы схемы сравнения, или вычислителей отношений - к схеме определения и формирования "стробов" принадлежности сигналов цели или помехе.

Предложен способ самонаведения движущегося объекта по информации о факте визирования цели при условии совпадения направления оси локатора с направлением вектора скорости объекта.

Однозрачковая мультиспектральная оптическая система со встроенным лазерным дальномером содержит общий входной канал, спектроделительную пластинку, отражающую спектральный диапазон оптического канала и пропускающую спектральный диапазон тепловизионного канала.

Прицел содержит объектив, выполненный из шести компонентов. Между вторым и третьим компонентами установлена спектроделительная плоскопараллельная пластинка, в проходящем пучке которой установлена оборачивающая система, а так же просветный индикатор и окуляр. Между объективом и оборачивающей системой установлены электронно-оптический преобразователь и компенсационный коллектив, имеющие возможность их поочередной установки на оптической оси в фокальной плоскости объектива. В отраженном от спектроделительной пластинки пучке лучей установлены линза дальномера, зеркало с центральным отверстием, разделяющее излучающий и приемный каналы дальномера, в которых расположены лазерный излучатель и приемник лазерного излучения. Оптическая ось канала, прошедшего через спектроделительную пластинку, смещена относительно оптической оси общего входного канала в соответствии с соотношением, указанным в формуле изобретения. Технический результат - обеспечение ведения прицельной стрельбы как днем, так и ночью с возможностью измерения дальности при минимальных потерях энергии отраженного от целей лазерного излучения. 1 ил., 1 табл.

Наверх