ЛАЗЕРНЫЙ ЦЕЛЕУКАЗАТЕЛЬ-ДАЛЬНОМЕР Российский патент 1998 года по МПК G01C3/00 G01S17/06 

Изобретение относится к военной технике, а именно к аппаратуре лазерного целеуказания и дальнометрии.

Известны лазерные целеуказатели-дальномеры (ЛЦД), предназначенные для визуальной разведки целей на местности, измерения дальности и угловых координат целей и для лазерного целеуказания [1, 2].

Недостатком известного ЛЦД [1] является отсутствие канала ночного видения, что не позволяет вести работу в ночных условиях без применения осветительных средств.

Из известных ЛЦД наиболее близки по технической сущности к данному устройству является прибор, описанный в [2].

Известный ЛЦД содержит приемопередатчик, в корпусе которого размещены дневной визирный канал, лазерный излучающий и приемно-дальномерный канал, цифровой дисплей, оптически сопряженный с информационным окуляром, и проектор прицельной марки с источником подсветки прицельной марки, блок канала ночного видения, содержащий оптически сопряженные объектив, приемник изображения и окуляр.

Недостатком известного ЛЦД [2] является недостаточная дальность действия в режимах дальнометрирования и целеуказания при работе в ночных условиях и неудобство работы оператора при наведении на цель в отсчете информации о координатах цели в ночных условиях.

Дальность действия известного ЛЦД при работе в ночных условиях ограничена возможностями пассивного режима наблюдения через ночной канал и не позволяет использовать функциональные возможности приемопередатчика (с характерной дальностью действия в режиме целеуказания не менее 5 км), существенно превышающие диапазон расстояний обнаружения и опознавания целей через пассивный ночной канал (характерная дальность около 1 км).

В известном ЛЦД отображение информации о дальности и угловых координат осуществляется на оперативно не регулируемом по яркости свечения цифровом дисплее, расположенном в поле зрения информационного окуляра.

Характер работы оператора с известным ЛЦД в дневных условиях состоит в том, что он производит одним глазом визуальное наблюдение за целью в окуляр дневного визирного канала и другим глазом визуальный контроль информации, отображаемой на дисплее, через информационный окуляр. При этом оператор воспринимает единую картину, представляющую собой наложение двух изображений (цель на местности и показания дисплея). Особенностью работы ЛЦД в режиме целеуказания, особенно на предельных дальностях наблюдения, является правильный выбор точки прицеливания, при котором максимум энергии пятна излучения попадает в контур цели. Указанный выбор производится оператором путем последовательного наведения прицельной марки дневного визирного канала на разные участки контура цели и последовательного дальнометрирования с принятием решения о выборе точки прицеливания по результатам дальнометрирования.

При работе в ночных условиях оператор известного ЛЦД производит визуальное наблюдение за целью через окуляр блока канала ночного видения, которая съюстирована с прицельной маркой дневного визирного канала. Удержание указанной союстировки, требуемые значения которой составляют десятки угловых секунд, в процессе работы должно обеспечиваться за счет стабильности взаимного положения корпусов приемопередатчика и блока канала ночного видения, что практически трудно реализовать, поэтому необходима периодическая эксплуатационная выверка осевого рассогласования дневного визирного канала и канала ночного видения и союстировка этих каналов, что создает эксплуатационные неудобства. Последние связаны также с неудобством одновременного наблюдения оператора в окуляр блока канала ночного видения и информационный окуляр.

Задачей изобретения является повышение дальности действия ЛЦД и удобства работы оператора с ЛЦД в ночных условиях.

Указанная задача решается за счет того, что в известный лазерный целеуказатель- дальномер [2], включающий приемопередатчик, в корпусе которого размещены дневной визирный канал, лазерный излучающий и приемно-дальномерный канал, цифровой дисплей, оптически сопряженный с информационным окуляром, и проектор прицельной марки с источником подсветки прицельной марки, блок канала ночного видения, содержащий оптически сопряженные объектив, приемник изображения и окуляр, введены устройство для параллельного переноса изображения для оптического сопряжения объектива и проектора прицельной марки, расположенный в приемопередатчике блок оперативного управления яркостью цифрового дисплея, подключенный к цифровому дисплею, и размещенные в блоке канала ночного видения генератор импульсов тока, включающий узел оперативной регулировки амплитуды тока, и последовательно соединенные дополнительный лазерный излучающий канал, блок регулируемой временной задержки и генератор высоковольтных импульсов, выход которого подключен к приемнику изображения, при этом выход блока регулируемой временной задержки подключен к входу генератора импульсов тока, выход которого выполнен с возможностью подключения к источнику подсветки прицельной марки, причем блок канала ночного видения выполнен с возможностью установки на корпусе приемопередатчика.

Выполнение канала ночного видения выполнен с возможностью установки на корпус приемопередатчика и введение в ЛЦД устройства для параллельного переноса изображения для оптического сопряжения объектива и проектора прицельной марки обеспечивает быстрое сопряжение приемопередатчика с блоком канала ночного видения, не требующее предварительной выверки и согласования осей дневного визирного канала и ночного канала, поскольку указанное согласование обеспечивается автоматически за счет точностных характеристик устройства для параллельного переноса изображения, которое заводит изображение прицельной марки из приемопередатчика в поле зрения приемника изображения блока канала ночного видения, что повышает удобство работы в ночных условиях и обеспечивает повышение дальности действия ЛЦД в ночных условиях с учетом повышенной точности наведения на цель.

Введение в блок канала ночного видения дополнительного лазерного излучающего канала, генератора высоковольтных импульсов, блока регулируемой временной задержки позволяет обеспечить включение канала ночного видения в активно-импульсном режиме наблюдения, что способствует повышению дальности действия ЛЦД, при этом введение в блок канала ночного видения генератора импульсов тока с узлом оперативной регулировки амплитуды тока, запускаемого по сигналу с выхода блока регулируемой временной задержки синхронно с генератором высоковольтных импульсов, позволяет синхронизировать во времени включение источника подсветки проектора прицельной марки с подачей импульсного питания с генератора высоковольтных импульсов на приемник изображения и обеспечить, таким образом, одновременно с повышением за счет подсветки дополнительного лазерного излучающего канала контрастом изображения цели и повышенный контраст изображения прицельной марки, т.е. обеспечить возможность точного прицеливания и целеуказания при работе на повышенных дальностях видения цели, характерных для активно-импульсного режима работы блока канала ночного видения.

С учетом выше отмеченного характера работы оператора ЛЦД при наблюдении двумя глазами в два окуляра при оперативно нерегулируемой яркости свечения цифрового дисплея возникает неудобство работы в ночных условиях, особенно при работе по удаленным целям или в плохих метеоусловиях, когда контраст "цель-фон" является низким, заключающееся в том, что свечение дисплея, яркость которого приемлема в дневных условиях, создает помеху, мешающую наблюдению за целью в ночных условиях. Введение в приемопередатчик блока оперативного управления яркостью цифрового дисплея позволяет оператору оперативно устранять помеховое влияние отображаемой на дисплее световой информации на воспринимаемую оператором картину изображения цели, т.е. также повышает удобство его работы и способствует повышению точности наведения на цель, а значит и надежности целеуказания при работе на предельных дальностях наблюдения в ночных условиях.

Блок оперативного управления яркостью цифрового дисплея может быть выполнен на основе управляющей кнопки, подключенной через счетчик числа нажатий, и шину управления к управляемому задатчику скважности импульсов питания дисплея, снабженному входом задающей частоты и выходом питания дисплея.

Блок канала ночного видения может быть выполнен с возможностью установки выходного зрачка его окуляра в плоскости выходного зрачка информационного окуляра с межцентровым расстоянием выходных зрачков, соответствующим межцентровому расстоянию глаз оператора.

Выполнение конструкции блока канала ночного видения, обеспечивающей аналогично работе в дневных условиях одновременное визуальное наблюдение оператором цели и результатов измерения координат цели за счет согласования взаимного положения выходных зрачков окуляра канала ночного видения и информационного окуляра, повышает удобство работы оператора ЛЦД и способствует повышению точности наведения на цель, т.е. повышает надежность целеуказания при работе на предельных дальностях наблюдения в ночных условиях.

В настоящее время известны ЛЦД с каналом ночного видения, работающие лишь в пассивном режиме наблюдения в ночных условиях, что подтверждает новизну предлагаемого устройства. При этом изобретательский уровень предлагаемого ЛЦД определяется неочевидными связями функциональных компонентов приемопередатчика ЛЦД и сопрягаемого с ним блока канала ночного видения, возникающими при работе ЛЦД в ночных условиях.

На чертеже схематически представлено устройство предлагаемого ЛЦД.

ЛЦД содержит приемопередатчик 1, в корпусе 2 которого размещены дневной визирный канал 3 с окуляром 4, лазерный излучающий канал 5, приемно-дальномерный канал 6, цифровой дисплей 7, подключенный к блоку оперативного управления яркостью дисплея 8 и установленный в поле зрения информационного окуляра 9, и проектор прицельной марки 10 с источником 11.

ЛЦД содержит также блок канала ночного видения 12, установленный на корпусе 2 приемопередатчика 1 и включающий объектив 13 и окуляр 14 приемника изображения 15, последовательно соединенные дополнительный лазерный излучающий канал 16, блок регулируемой временной задержки 17 и генератор высоковольтных импульсов 18, выход которого подключен к приемнику изображения 15, а также генератор импульсов тока 19 с узлом регулировки амплитуды тока 20, причем выход блока регулируемой временной задержки 17 подключен к входу генератора импульсов тока 19, выход которого выполнен с возможностью подключения к источнику подсветки прицельной марки 11.

Объектив 13 оптически сопряжен с проектором прицельной марки 10 посредством устройства для параллельного переноса изображения 21.

Блок оперативного управления яркостью цифрового дисплея 8 выполнен на основе управляющей кнопки 22, подключенной через счетчик числа нажатий 23 и шину управления 24 к управляемому задатчику скважности импульсов питания 25 дисплея, снабженному входом задающей частоты 26 и выходом 27 питания дисплея.

ЛЦД работает следующим образом.

При работе в дневных условиях блок канала ночного видения 12 и устройство для параллельного переноса изображения 21 могут быть сняты с корпуса 2 приемопередатчика 1. Оператор наблюдает за целью и осуществляет наведение приемопередатчика 1 на цель через окуляр дневного визирного канала, запускает приемопередатчик, что приводит к срабатыванию лазерного излучающего канала 5 и приемно-дальномерного канала 6. При этом на цифровом дисплее 7 отображается информация о дальности и угловых координатах цели, которая визуально наблюдается оператором через информационный окуляр 9.

При работе в ночных условиях блок канала ночного видения 12 и устройство для параллельного переноса изображения 21 устанавливаются и фиксируются на корпусе 2 приемопередатчика 1, при этом выход генератора импульсов тока 19 подключается к источнику подсветки прицельной марки 10.

При включении блока канала ночного видения 12 в активно-импульсном режиме дополнительный лазерный излучающий канал 16 излучает последовательность световых импульсов, которые распространяются в направлении цели, отражаются от цели, а отраженные сигналы принимаются объективом 13 и попадают на приемник изображения 15.

При каждом срабатывании дополнительного лазерного излучающего канала 16 производится запуск блока регулируемой временной задержки 17, который формирует через время задержки t (указанное время может изменяться оператором) сигналы запуска, поступающие на вход генератора высоковольтных импульсов 18 и на вход генератора импульсов тока 19. При этом генератор высоковольтных импульсов 18 формирует импульсное питание приемника изображения, переводя его в режим максимальной чувствительности, а генератор импульсов тока 19 синхронно формирует импульсное питание источника подсветки прицельной марки 11 проектора прицельной марки 10. Источник подсветки прицельной марки 11 обеспечивает при этом подсветку прицельной марки проектора прицельной марки 10, изображение которой заводится через устройство для параллельного переноса изображения 21 в объектив 13 и попадает на приемник изображения 15. Поскольку на приемник изображения 15 в тот же момент поступает импульсное питание с генератора высоковольтных импульсов 18, т.е. приемник находится в открытом состоянии, он формирует усиленное по яркости изображение как цели на местности (при условии выбора оператором такого времени задержки t, которое соответствует времени прохода излучения дополнительного лазерного излучающего канала до цели и обратно, что контролируется оператором визуально по появлению подсвеченного изображения цели), так и усиленное по яркости изображение прицельной марки, поступившее на приемник изображения с проектора марки. Изображение цели и прицельной марки визуально наблюдаются оператором через окуляр 14 блока канала ночного видения 12, при этом необходимый контраст прицельной марки устанавливается оператором с помощью узла регулировки амплитуды тока 20.

Для измерения дальности оператор осуществляет совместное наведение приемопередатчика 1 и установленного на его корпусе блока канала ночного видения 12 на цель по прицельной марке в окуляре 14, запускает приемопередатчик 1, что приводит к срабатыванию лазерного излучающего канала 5 и приемно-дальномерного канала 6. При этом на цифровом дисплее 7 отображается информация о дальности и угловых координатах цели, которая визуально наблюдается оператором через информационный окуляр 9.

Установку необходимого уровня яркости отображаемой на дисплее 7 информации, не создающей помехового влияния на картину изображения цели в ночном канале, оператор производит последовательным нажатием управляющей кнопки 22. Число нажатий кнопки 22 регистрируется счетчиком числа нажатий 23, который задает соответствующий уровень градации яркости свечения дисплея 7 и передает через шину управления 24 управляющий код на задатчик скважности импульсов питания 25. Последний принимает через вход частоты 26 опорную частоту и формирует на выходе 27 питания дисплея последовательность импульсов питания, измеряемую по скважности в соответствии с управляющим кодом на шине 24, что приводит к изменению яркости свечения цифрового дисплея 7.

Литература
1. "Лазерный целеуказатель-дальномер 1Д15". Техническое описание и инструкция по эксплуатации ет1.040.000 ТО.

2. Заявка ЕПВ 0117983, кл. G 01 S 17/02, 1984 - прототип.

Изобретение относится к аппаратуре для лазерного целеуказания и дальнометрии. Сущность изобретения: лазерный целеуказатель - дальномер включает приемопередатчик 1, в корпусе 2 которого размещены дневной визирный канал 3, лазерный излучающий канал 5 и приемно-дальномерный канал 6, цифровой дисплей 7, оптически сопряженный с информационным окуляром 9, и проектор прицельной марки 10 с источником подсветки прицельной марки 11; блок канала ночного видения 12, содержащий оптически сопряженные объектив 13, приемник изображения 15 и окуляр 14; устройство для параллельного переноса изображения 21 для оптического сопряжения объектива 13 и проектора прицельной марки 10; расположенный в приемопередатчике 1 блок оперативного управления яркостью цифрового дисплея 8, подключенный к цифровому дисплею 7, и размещенные в блоке канала ночного видения 12 генератор импульсов тока 19, включающий узел оперативной регулировки амплитуды тока 20, и последовательно соединенные дополнительный лазерный излучающий канал 16, блок регулируемой временной задержки 17 и генератор высоковольтных импульсов 18, выход которого подключен к приемнику изображения 15. Выход блока регулируемой временной задержки 17 подключен к входу генератора импульсов тока 19, выход которого выполнен с возможностью подключения к источнику подсветки прицельной марки 11. Блок канала ночного видения 12 выполнен с возможностью установки на корпусе 2 приемопередатчика 1. Изобретение позволяет повысить дальность действия лазерного целеуказателя-дальномера и удобство работы оператора в ночных условиях. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Лазерный целеуказатель-дальномер, включающий приемопередатчик, в корпусе которого размещены дневной визирный канал, лазерный излучающий и приемно-дальномерный канал, цифровой дисплей, оптически сопряженный с информационным окуляром, и проектор прицельной марки с источником подсветки прицельной марки, канал ночного видения, содержащий оптически сопряженные объектив, приемник изображения и окуляр, отличающийся тем, что введены устройство для параллельного переноса изображения для оптического сопряжения объектива и проектора прицельной марки, расположенный в приемопередатчике блок оперативного управления яркостью цифрового дисплея, подключенный к цифровому дисплею, и размещенные в канале ночного видения генератор импульсов тока, включающий узел оперативной регулировки амплитуды тока, и дополнительный лазерный излучающий канал, блок регулируемой временной задержки, вход которого соединен с выходом дополнительного лазерного излучающего канала, и генератор высоковольтных импульсов, выход которого подключен к приемнику изображения, при этом выход блока регулируемой временной задержки подключен к входу генератора высоковольтных импульса и входу генератора импульсов тока, выход которого выполнен с возможностью подключения к источнику подсветки прицельной марки, причем канал ночного видения выполнен с возможностью установки на корпусе приемопередатчика. 2. Целеуказатель-дальномер по п. 1, отличающийся тем, что блок оперативного управления яркостью цифрового дисплея выполнен на основе управляющей кнопки, подключенной через счетчик числа нажатий и шину управления к управляемому задатчику скважности импульсов питания дисплея, снабженному входом задающей частоты и выходом питания дисплея. 3. Целеуказатель-дальномер по п. 1, отличающийся тем, что канал ночного видения выполнен с возможностью установки выходного зрачка его окуляра в плоскости выходного зрачка информационного окуляра с межцентровым расстоянием выходных зрачков, соответствующим межцентровому расстоянию глаз оператора.