close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10040

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 02B 23/02
F 41G 3/00
G 01C 3/08
КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИЦЕЛ С ЛАЗЕРНЫМ ДАЛЬНОМЕРОМ
(21) Номер заявки: a 20050748
(22) 2005.07.21
(43) 2007.04.30
(71) Заявитель: Открытое aкционерное
общество "Пеленг" (BY)
(72) Авторы: Покрышкин Владимир Иванович; Литвяков Сергей Борисович;
Тареев Анатолий Михайлович; Янаев Владимир Николаевич; Кунделева
Наталия Ефимовна (BY)
BY 10040 C1 2007.12.30
BY (11) 10040
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Открытое aкционерное общество "Пеленг" (BY)
(56) EA 001581 B1, 2001.
BY 1377 U, 2004.
RU 2088883 C1, 1997.
(57)
1. Комбинированный прицел с лазерным дальномером, содержащий визирно-приемный
канал, включающий первый объектив, оптически связанный посредством первого спектроделителя с фотоприемным устройством и первой ПЗС-матрицей, снабженной устройством
формирования видеосигнала, монитор, вход которого соединен с выходом электронного
формирователя прицельной марки, и передающий канал, содержащий оптически связанные
лазерный излучатель, телескопическую систему, включающую окуляр и второй объектив,
оптический компенсатор, а также второй спектроделитель, установленный под углом к
оптической оси второго объектива, отличающийся тем, что содержит установленную на
оси первого объектива между первым спектроделителем и первой ПЗС-матрицей систему
фокусировки излучения в плоскости последней, и проекционную систему для сопряжения
фокальной плоскости второго объектива с плоскостью второй ПЗС-матрицы, одинаковой
по размеру с первой и снабженной устройством формирования видеосигнала, а также
Фиг. 1
BY 10040 C1 2007.12.30
коммутирующее устройство, соединенное первым и вторым входами соответственно с
первой и второй ПЗС-матрицами, а выходом - с электронным формирователем прицельной марки, при этом второй спектроделитель установлен между окуляром и вторым объективом для обеспечения оптической связи второго объектива и проекционной системы,
эквивалентное фокусное расстояние которых выбрано меньшим, нежели фокусное расстояние первого объектива.
2. Прицел по п. 1, отличающийся тем, что система фокусировки выполнена в виде линзы
или группы линз, установленной с возможностью перемещения вдоль оптической оси.
3. Прицел по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит установленную на выходе
передающего канала на его оптической оси ромбическую отражательную призму, выходная отражательная грань которой обращена в сторону первого объектива.
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, более конкретно - к устройствам для прицеливания со встроенным лазерным дальномером, преимущественно для объектов бронетанковой техники.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является
комбинированный прицел с лазерным дальномером [1], содержащий визирно-приемный
канал, включающий объектив, оптически связанный посредством первого спектроделителя с устройством наблюдения изображения объектов и прицельной марки и с фотоприемным устройством, передающий канал, содержащий оптически связанные лазерный
излучатель, телескопическую систему, включающую окуляр и объектив телескопической
системы, и оптический компенсатор. Устройство наблюдения изображения объектов и
прицельной марки может быть выполнено в виде ПЗС-матрицы, снабженной устройством
формирования видеосигнала и подключенной к электронному формирователю прицельной
марки, выход которого подключен к монитору. Такой прицел обычно является составной
частью прицельного комплекса, в частности для объектов бронетанковой техники.
Основными недостатками известного комбинированного прицела с лазерным дальномером являются отсутствие системы фокусировки изображения на ПЗС-матрицу, что на
практике снижает качество и контраст наблюдаемого на экране монитора изображения целей
вследствие изменения дистанций до целей и температурной расстраиваемости оптикомеханического тракта, а следовательно, уменьшает дальность обнаружения и распознавания объектов и снижает точность прицеливания, точность измерения дальности до целей и
точность стрельбы различными видами снарядов, а также большое время поиска целей,
связанное с отсутствием дополнительного увеличенного (обзорного) поля зрения прицела.
Задачами настоящего изобретения являются увеличение дальностей обнаружения и
распознавания объектов в реальной боевой обстановке, повышение точности прицеливания, а также уменьшение времени поиска целей.
Комбинированный прицел с лазерным дальномером, содержащий визирно-приемный
канал, включающий первый объектив, оптически связанный посредством первого спектроделителя с фотоприемным устройством и первой ПЗС-матрицей, снабженной устройством
формирования видеосигнала, монитор, вход которого соединен с выходом электронного
формирователя, прицельной марки, и передающий канал, содержащий оптически связанные
лазерный излучатель, телескопическую систему, включающую окуляр и второй объектив,
оптический компенсатор, а также второй спектроделитель, установленный под углом к
оптической оси второго объектива, в отличие от прототипа, содержит установленную на
оси первого объектива между первым спектроделителем и первой ПЗС-матрицей систему
фокусировки излучения в плоскости последней, и проекционную систему для сопряжения
фокальной плоскости второго объектива с плоскостью второй ПЗС-матрицы, одинаковой
по размеру с первой и снабженной устройством формирования видеосигнала, а также коммутирующее устройство, соединенное первым и вторым входами соответственно с первой
2
BY 10040 C1 2007.12.30
и второй ПЗС-матрицами, а выходом - с электронным формирователем прицельной марки,
при этом второй спектроделитель установлен между окуляром и вторым объективом для
обеспечения оптической связи второго объектива и проекционной системы, эквивалентное фокусное расстояние которых выбрано меньшим, нежели фокусное расстояние первого объектива.
В частности, система фокусировки может быть выполнена в виде линзы или группы
линз, установленной с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива.
Для уменьшения расстояния между осями каналов, а следовательно, для уменьшения
диаметра выходного отверстия в броне объекта, как вариант, комбинированный прицел с
лазерным дальномером может содержать ромбическую отражательную призму, установленную на выходе передающего канала на его оптической оси, при этом ее выходная отражательная грань обращена в сторону первого объектива.
Введение системы фокусировки излучения, расположенной на оси первого объектива
между первым спектроделителем и первой ПЗС-матрицей, позволяет сохранить высокий
контраст изображения при изменении дистанции наблюдения от нескольких десятков
метров до бесконечности и при изменении температуры в широких пределах, например от
-50 °С до 60 °С, что приводит к увеличению дальности обнаружения и распознавания объектов и к повышению точности прицеливания, а следовательно, обеспечивает повышение
точности измерения дистанций до целей и повышение точности стрельбы. Такая система
позволяет наблюдать объекты в узком поле зрения, например 2W≈30.
Наличие оптически связанных второго спектроделителя, проекционной системы и
второй ПЗС-матрицы, снабженной устройством формирования видеосигнала, коммутирующего устройства, соединенного первым и вторым входами соответственно с первой и
второй ПЗС-матрицами, а выходом - с электронным формирователем прицельной марки,
расположение второго спектроделителя между окуляром и вторым объективом под углом
к его оптической оси, выбор эквивалентного фокусного расстояния второго объектива и
проекционной оптической системы меньшим нежели фокусного расстояния первого объектива обеспечивает формирование дополнительного увеличенного поля зрения прицела,
и становится возможным по выбору оператора наблюдение объектов в увеличенном поле
зрения, например 2W≈9, что позволяет уменьшить время поиска целей, а после обнаружения цели оперативно перейти в узкое поле зрения, подключив к монитору первую ПЗСматрицу с помощью коммутирующего устройства.
Применение ромбической отражательной призмы, установленной на выходе передающего канала на его оптической оси, выходная отражательная грань которой обращена
в сторону первого объектива, позволяет уменьшить расстояние между осями каналов. На
объектах бронетанковой техники это позволяет уменьшить габаритные размеры внешней
(головной) части прицельного комплекса.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема комбинированного прицела с лазерным
дальномером, на фиг. 2 показано расположение выходных зрачков первого и второго объективов относительно выходного отверстия объекта.
Комбинированный прицел с лазерным дальномером (фиг. 1) содержит визирно-приемный канал, включающий первый объектив 1, оптически связанный посредством первого
спектроделителя 2 с фотоприемным устройством 3, и с последовательно расположенными
системой фокусировки излучения 4 и первой ПЗС-матрицей 5, коммутирующее устройство 6,
электронный формирователь 7 прицельной марки и монитор 8, передающий канал, содержащий оптически связанные лазерный излучатель 9, телескопическую систему, состоящую
из окуляра 10, второго спектроделителя 11 и второго объектива 12, расположенных на одной
оптической оси, оптический компенсатор 13 и ромбическую отражательную призму 14, а
также оптически связанные со вторым спектроделителем 11 плоское зеркало 15, проекционную систему 16 и вторую ПЗС-матрицу 17. На фиг. 1 показаны также плоскость 18 промежуточного изображения второго объектива 12 и выходное отверстие в корпусе 19
комбинированного прицела диаметром D.
3
BY 10040 C1 2007.12.30
Система фокусировки 4 излучения может быть выполнена в виде одиночной линзы
или группы линз, которые установлены с возможностью перемещения вдоль оптической
оси первого объектива 1, например, с помощью электродвигателя, кинематически связанного с подвижным элементом, в котором закреплена линза или группа линз. Первый спектроделитель 2 выполнен в виде призмы-куба со спектроделительной гипотенузной гранью.
Плоское зеркало 15 служит для удобства компоновки. Второй спектроделитель 11 и плоское
зеркало 15 могут быть выполнены в виде единого призменного блока. Выходная отражательная грань ромбической отражательной призмы 14 обращена в сторону первого объектива 1, что обеспечивает уменьшение расстояния между осями каналов. Второй спектроделитель 11 расположен между окуляром 10 и вторым объективом 12 под углом 45° к его
оптической оси, а эквивалентное фокусное расстояние второго объектива 12 и проекционной системы 16 в 3 раза меньше фокусного расстояния первого объектива. Первая и вторая ПЗС-матрицы 5 и 17 имеют одинаковый размер, поэтому при подключении ПЗСматрицы 17 угловое поле зрения комбинированного прицела будет в 3 раза больше, чем
при подключении ПЗС-матрицы 5. Оптический компенсатор 13 предназначен для изменения направления оптической оси передающего канала в пространстве предметов и может
быть выполнен, например, в виде двух вращающихся клиньев [1]. Он снабжен приводами
и служит для оперативной выверки визирного канала узкого поля и канала излучения лазерного дальномера.
Первая и вторая ПЗС-матрицы 5 и 17 снабжены устройствами формирования видеосигнала (на фиг. 1 не показаны) в виде электронной платы [2], на которой закреплена и
сама матрица. Выходы первой и второй ПЗС-матриц соединены соответственно с первым
и вторым входами коммутирующего устройства 6, выход которого соединен с электронным формирователем 7 прицельной марки, выход которого подключен к монитору 8.
Коммутирующее устройство 6 осуществляет переключение видеосигналов, поступающих
от ПЗС-матриц, и может быть выполнено в простейшем случае в виде тумблера или в виде
электронного устройства, управляемого от специального пульта управления. В качестве
электронного формирователя прицельной марки может быть использован, например, знакогенератор [3]. Коммутирующее устройство 6 и электронный формирователь 7 прицельной марки 7 могут быть реализованы в устройстве в едином электронном блоке, например
в виде единой электронной платы. Функции ПЗС- матриц 5 и 17 могут выполнять матричные приемники оптического излучения других типов.
На фиг. 2 обозначены световая зона 20 первого объектива 1, световая зона 21 второго
объектива 12 телескопической системы с учетом ее сдвига ромбической призмой 14, а
также граница 22 выходного отверстия в корпусе 19.
Работает комбинированный прицел с лазерным дальномером следующим образом.
Излучение лазерного излучателя 9 проходит через окуляр 10 телескопической системы, второй спектроделитель 11, второй объектив 12, при этом расходимость лазерного излучения уменьшается в Г раз, где Г - увеличение телескопической системы, проходит
оптический компенсатор 13, отражается от граней ромбической отражательной призмы
14, выходит через выходное отверстие корпуса 19 комбинированного прицела и, отразившись от наблюдаемого объекта, первым объективом 1 фокусируется на фотоприемном
устройстве 3. Первый спектроделитель 2 при этом пропускает излучение лазера с минимальными потерями (коэффициент пропускания не менее 90... 99 %).
Видимое излучение от наблюдаемых объектов проходит через отверстие корпуса 19
комбинированного прицела, при наблюдении в режиме "узкого поля" попадает в первый
объектив 1 и, отразившись от первого спектроделителя 2, проходит через линзу системы
фокусировки 4 излучения и собирается в плоскости чувствительных элементов первой
ПЗС-матрицы 5. Коммутирующее устройство 6 при этом работает в режиме подключения
первой ПЗС-матрицы 5 к монитору 8. Видеосигнал с выхода первой ПЗС-матрицы 5 проходит коммутирующее устройство 6, затем электронный формирователь 7 прицельной
4
BY 10040 C1 2007.12.30
марки. При этом на экране монитора 8 оператор наблюдает изображение объектов одновременно с прицельной маркой М. В случае нерезкого изображения объектов, наблюдаемых на экране монитора 8, оператор с помощью пульта управления (на фиг. 1 не показан)
включает электродвигатель подвижки линзы или группы линз системы фокусировки 4 излучения, добивается наибольшей резкости изображения объектов. Наличие системы фокусировки 4 излучения в канале узкого поля зрения дает возможность оператору
независимо от дистанции до наблюдаемого объекта или при возникновении расфокусировки, вызванной температурными воздействиями, наблюдать его изображение на экране
монитора с максимальным контрастом, что обеспечивает увеличение дистанции обнаружения и распознавания объектов, а также повышение точности измерения дистанций до
целей и повышение точности стрельбы.
При наблюдении в режиме "широкого поля" видимое излучение от наблюдаемых объектов проходит через отверстие корпуса 19 комбинированного прицела, отразившись от граней ромбической отражательной призмы 14, проходит через оптический компенсатор 13 и
фокусируется объективом 12 телескопической системы после отражения от второго спектроделителя 11 и зеркала 15 в его фокальной плоскости 18. Проекционная система 16 сопрягает фокальную плоскость 18 с плоскостью второй ПЗС-матрицы 17. Коммутирующее
устройство 6 при этом работает в режиме подключения второй ПЗС-матрицы 17 к монитору 8. Видеосигнал с выхода второй ПЗС-матрицы 17 проходит коммутирующее устройство 6, затем электронный формирователь 7 прицельной марки. При этом на экране монитора 8
оператор наблюдает изображение объектов в увеличенном поле зрения одновременно с
прицельной маркой М. Вид прицельной марки в этом случае может быть иным с учетом
особенностей наблюдения объектов в широком поле зрения.
Совмещение световых зон объектива телескопической системы с каналом широкого
поля зрения прицела обеспечивает уменьшение габаритных размеров головного зеркала
комбинированного прицела, которое устанавливается на входе прицела перед его входным отверстием корпуса 19, так как в этом случае для отсутствия виньетирования световых пучков при равных световых диаметрах объективов требуется меньший диаметр D
входного отверстия. Это наглядно иллюстрируется на фиг. 2. Показанное на фиг. 2 относительное положение световых зон 20 и 21 первого и второго объективов обеспечивает
минимальный диаметр D выходного отверстия корпуса 19 с границами 22 выходного отверстия, что обеспечивает возможность существенного уменьшения размеров головного
зеркала и выступающей части прицела, что особенно важно в случае панорамных прицелов.
Таким образом, новый комбинированный прицел с лазерным дальномером обеспечивает увеличение дальностей обнаружения и распознавания наблюдаемых объектов в реальной боевой обстановке, повышение точности измерения дистанций до целей и
повышение точности стрельбы, а также возможность наблюдения объектов как в узком,
так и в широком поле зрения прицела.
Источники информации:
1. Евразийский патент 001581, МПК G 01С 3/08 (прототип).
2. Каталог фирмы ЭВС. Телевизионные камеры. Цифровые системы видео наблюдения. - С.-Петербург, 2004.
3. Формирователь прицельных марок МВС-108. Проспект фирмы SEKAI Electronics
Inc., www.sekai-electronics.com.
5
BY 10040 C1 2007.12.30
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
116 Кб
Теги
патент, by10040
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа