ЛАЗЕРНЫЙ ПРИЦЕЛ-ДАЛЬНОМЕР Российский патент 1997 года по МПК F41G3/06 

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в системах управления огнем (СУО) объектов сухопутных войск, в аппаратуре разведки и других устройствах военного назначения, предназначенных для измерения дальности и наведения на цель.

Известен лазерный прицел-дальномер, содержащий зондирующий канал, состоящий их лазерного источника излучения, индикатора нулевой дальности и телескопической системы, совмещенный приемно-визирный канал, оптическая ось которого параллельна оптической оси зондирующего канала, состоящий из светоделителя, зрительной трубы и оптически сопряженного с ней фотоприемного устройства и канал индикации дальности, включающий измеритель временных интервалов и индикатор дальности.

К недостаткам известного прицела относится то, что в его состав входит земная зрительная труба, которая характеризуется относительно большими габаритами вдоль оптической оси, а также то, что приемно-визирный канал и канал индикации дальности имеют каждый свой объектив, и кроме того, светоделитель выполнен в виде блока оборачивающих призм и интерференционного зеркала. Это приводит к тому, что прибор имеет большое количество пространственно-разнесенных оптических элементов, а, следовательно, большие массу и габариты.

Технической задачей является уменьшение массы и габаритов.

Указанная техническая задача решается следующим образом.

В лазерном прицеле-дальномере, содержащем зондирующий канал, состоящий из лазерного источника излучения, индикатора нулевой дальности и телескопической системы, совмещенный приемно-визирный канал, оптическая ось которого параллельна оптической оси зондирующего канала, состоящий из светоделителя, зрительной трубы и оптически сопряженного с ней фотоприемного устройства и канал индикации дальности, включающий измеритель временных интервалов и индикатор дальности, зрительная труба выполнена в виде телескопа с отрицательным окуляром, а светоделитель в виде пропускающей и отражающей голограмм, которые установлены во входном зрачке зрительной трубы, причем относительно оптической оси визирного канала пропускающая голограмма установлена под углом дифракции для длины волны излучения зондирующего канала, а отражающая голограмма под углом дифракции для длины волны излучения индикатора дальности, при этом зрительная труба оптически сопряжена с фотоприемным устройством, посредством пропускающей голограммы, а с индикатором дальности посредством отражающей голограммы, фотоприемное устройство и индикатор дальности установлены на расстоянии заднего фокального отрезка от последней поверхности объектива зрительной трубы.

Кроме того, в лазерном прицеле-дальномере пропускающая и отражающая голограммы выполнены на одной голографической пластине путем их последовательной записи.

На чертеже изображена структурная схема прицела дальномера.

Лазерный прицел-дальномер состоит из зондирующего канала, содержащего телескопическую систему 1 и лазер 2, находящиеся на одной оптической оси, а также индикатор нулевой дальности 3, визирного канала, содержащего светоделитель 4, выполненный в виде пропускающей и отражающей голограммы, зрительную трубу, включающую в себя объектив 5 и окуляр 6, все элементы находятся на одной оптической оси, параллельной оптической оси зондирующего канала, канала индикации дальности, содержащего светоделитель 4, объектив 5, окуляр и соединенные последовательно индикатор дальности 7, выполненный в виде линейки из N светодиодов, имеющий независимый вход на каждый светодиод, дешифратор 8 с N выходами и измеритель временных интервалов 9, приемного канала, содержащего светоделитель 4, объектив 5 и фотоприемное устройство 10, выход которого соединен с входом измерителя временных интервалов 9. Выход индикатора нулевой дальности 3 соединен с другим входом измерителя временных интервалов 9. А выход измерителя 9 соединен с входом дешифратора 8. Фотоприемное устройство 10 находится на оптической оси, образуемой пропускающей голограммой, а индикатор дальности 7 /светодиод/ на оси, образуемой отражающей голограммой на расстоянии заднего фокального отрезка от последней поверхности объектива 5.

На длине волны излучения зондирующего канала λ₁ работает пропускающая голограмма, которая пропускает отраженный от цели световой пучок и отклоняет его от оптической оси приемно-визирного канала на угол α₁
На длине волны излучения индикатора дальности λ₂ работает отражающая голограмма с углом отражения α₂ Каждая голограмма должна удовлетворять условию Брегга (условию дифракции):

где:
d период голографической решетки,
n показатель преломления голографического материала.

Лазерный прицел-дальномер работает следующим образом.

Прибор устанавливают на стрелковом оружии, гранатомете, или артиллерийской установке прямого наведения. В начальной момент включенным является светодиод индикатора дальности 7. При этом световой пучок от индикатора нулевой дальности падает на светоделитель 4, а именно, на отражающую голограмму, и объектив 5 под углом α₂ к оптической оси визирного канала. В исходном положении отражающая голограмма отражает такой пучок в пучок, распространяющийся вдоль оптической оси визирного канала в сторону окуляра 6.

Первоначально оператор осуществляет совмещение изображения нулевой отметки, формируемой светодиодом, с изображением цели, наблюдаемой в окуляре 6.

После этого запускается лазер 2, который измеряет световой пучок с длиной волны λ₁ который расширяется телескопической системой 1. Одновременно с лазером 2 включается индикатор нулевой дальности 3 и посылает импульс на вход измерителя временных интервалов 9, который начинает с этого момента отсчет времени. Оптические оси зондирующего и визирного каналов конструктивно выполнены параллельными линиями визирования. Световой пучок, распространяясь в направлении прицеливания, отражается от цели, и возвращаясь назад, попадает на светоделитель 4 и объектив 5.

Дифрагируя под углом α₁ на пропускающей голограмме и фокусируясь объективом 5 световой пучок попадает на приемную площадку фотоприемного устройства 10, где преобразуется в электрический импульс, поступающий на другой вход измерителя временных интервалов 9. После этого отсчет импульсов в измерителе временных интервалов 9 заканчивается. Измеритель 9 измеряет время задержки между импульсами, поступающими с первого и второго входов и подает сигнал на дешифратор 8. Дешифратор 8 предназначен для преобразования сигнала с выхода измерителя временных интервалов 9 в сигнал управления индикатором дальности 7, т.е. последовательность импульсов преобразует в двоичный сигнал на N выходах.

Двоичный сигнал, соединяющий логическую единицу, является разрешающим для включения соответствующего светодиода индикатора дальности 7. Таким образом, достигается соответствие между измеряемой измерителем временных интервалов 9 дальностью и номером зажигаемого светодиода индикатора 7. Номер зажигаемого светодиода индикатора 7 определяет угол прицеливания. В исходном положении при включенном светодиоде индикатора дальности 7, отражающая голограмма отражает подающий под углом α₂ луч, в луч, распространяющийся вдоль оптической оси визирного канала. После того, как сигнал с выхода дешифратора 8 включает соответствующий светодиод, угол падения пучка излучения от этого светодиода, на отражающую голограмму изменяется на Δα
Отраженный голограммой пучок излучения будет составлять с оптической осью визирного канала также угол Da
Таким образом, в поле зрения оператора происходит смещение изображения прицельной марки в зависимости от расстояния до цели.

При наведении на цель оператор совмещает изображение "смещенной" прицельной марки с изображением цели. Таким образом, осуществляется прицеливание с учетом расстояния до цели.

Дешифратор 8 включает в себя счетчик импульсов, соединенный с демультиплексором, который имеет количество выходов, равное количеству светодиодов индикатора дальности 7. Дешифратор может быть реализован по схеме, приведенной в книге Якубовского С.В."Аналогичные и цифровые интегральные схемы", М. Сов. радио, 1979 г.

Измеритель временных интервалов 9 представляет собой кварцевый генератор опорной частоты, а индикатор нулевой дальности одновибратор. Эти блоки могут быть выполнены по схемам, представленным, например, в кн. Хоровица П. Хилла У. "Искусство схемотехники", М. Мир, 1983 г.

Индикатор дальности 7 представляет собой светодиодную линейку, выполненную по интегральной технологии, имеющую независимый вход на каждый светодиод.

Изобретение относится к лазерной техники и может быть использовано в системах управления огнем (СУО) объектов сухопутных войск, в аппаратуре разведки и других устройствах военного назначения, предназначенных для измерения дальности и наведения на цель. Сущность изобретения состоит в том, что в лазерном прицеле-дальномере зрительная труба выполнена в виде телескопа с отрицательным окулятором 6. Светоделитель 4 выполнен в виде пропускающей и отражающей голограмм. Зрительная труба оптически сопряжена с фотоприемным устройством 10 посредством пропускающей голограммы, а с индикатором дальности 7 посредством отражающей голограммы. Фотоприемное устройство 10 и индикатор дальности установлены на расстоянии заднего фокального отрезка от последней поверхности объектива 5 зрительной трубы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Лазерный прицел-дальномер, содержащий зондирующий канал, состоящий из лазерного источника излучения, индикатора нулевой дальности и телескопической системы, совмещенный приемовизирный канал, оптическая ось которого параллельна оптической оси зондирующего канала, состоящий из светоделителя, зрительной трубы и оптически сопряженного с ней фотоприемного устройства, и канал индикации дальности, включающий измеритель временных интервалов и индикатор дальности, отличающийся тем, что зрительная труба выполнена в виде телескопа с отрицательным окуляром, а светоделитель в виде пропускающей и отражающей голограмм, которые установлены во входном зрачке зрительной трубы, причем относительно оптической оси визирного канала пропускающая голограмма установлена под углом дифракции для длины волны излучения зондирующего канала, а отражающая голограмма под углом дифракции для длины волны излучения индикатора дальности, при этом зрительная труба оптически сопряжена с фотоприемным устройством посредством пропускающей голограммы, а с индикатором дальности посредством отражающей голограммы, фотоприемное устройство и индикатор дальности установлены на расстоянии заднего фокального отрезка от последней поверхности объектива зрительной трубы. 2. Прицел-дальномер по п.1, отличающийся тем, что пропускающая и отражающая голограммы выполнены на одной голографической пластине путем их последовательной записи.