ТЕПЛОВИЗИОННАЯ НАСАДКА К ОПТИЧЕСКОМУ ПРИЦЕЛУ Российский патент 1999 года по МПК F41G1/36 

Изобретение относится к оптическим приборам, предназначенным для обеспечения прицельной стрельбы в ночных условиях из различного вида оружия и может быть использовано в качестве насадки к оптическому прицелу какого-либо оружия, например противотанкового ракетного комплекса.

Известен тепловизионный прибор (заявка Великобритании N 1393535, кл. G 02 B 27/17, опубл. 07.05.75), содержащий оптически последовательно сопряженные входной инфракрасный объектив, блок сканирования и приемник излучения, соединенный через усилитель с модулируемым светоизлучателем, оптически последовательно сопряженным с блоком сканирования и выходным визуальным окуляром. При установке такого прицела на оружие он позволяет в ночных условиях, когда оптический прицел не обеспечивает видимости объектов, формировать инфракрасное изображение поля объектов и обеспечивать по их изображению наведение на них оружия.

Недостатком указанного тепловизионного прибора является наличие существенных ошибок прицеливания, обусловленных сложностью стыковки тепловизионного прибора с оптическим прицелом оружия и процесса прицеливания, так как у тепловизионного прибора свой окуляр, а у оптического прицела оружия - свой.

Указанный недостаток частично устранен в наиболее близкой по технической сущности тепловизионной насадке к оптическому прицелу (заявка ФРГ N 3514380 кл. F 41 G 1/36, опубл. 30.10.86), содержащей оптически последовательно сопряженные входной инфракрасный объектив, блок сканирования поля объектов и приемник излучения, соединенный через усилитель с модулируемым светоизлучателем, оптически последовательно сопряженным со сканирующим блоком поля изображения и выходным визуальным объективом. Тепловизионная насадка устанавливается таким образом, что ее выходной визуальный объектив стыкуется с входным объективом оптического прицела и крепится с помощью приспособлений, обеспечивающих приблизительное совпадение поля изображения насадки с полем зрения оптического прицела оружия. Оптическая ось инфракрасного канала, формируемая инфракрасным объективом должна быть параллельна оптической оси визуального канала, формируемого визуальным объективом, что обеспечивает правильное направление на тепловую цель оси оптического прицела оружия, обозначенной прицельной маркой. Кроме того, оптическое увеличение тепловизионной насадки должно быть равно 1, что обеспечивает параллельность инфракрасного и визуального каналов в любой точке поля зрения насадки. Именно в этом случае приблизительная и даже грубая стыковка тепловизионной насадки с оптическим прицелом не приводит к ошибкам прицеливания. Однако на практике указанные выше требования не выполняются. Фокусные расстояния инфракрасного и визуального объективов не равны либо вследствие технологических ошибок, либо вследствие изменения их по разным законам при изменении, например, температуры окружающей среды. Так, если увеличение тепловизионной насадки практически составит 1,1, а ошибка установки насадки на оптический прицел оружия составит 10-20 угловых минут, то ошибка направления инфракрасного канала, указывающего направление на тепловую цель, от направления прицельной марки оружия будет равна 0,1 • (10-20) = 1-2 угловых минуты или 0.3-0.6 мрад. При дальности стрельбы на 4 км ошибка прицеливания может составить 1,2-2,4 м. При наличии непараллельности оптических осей инфракрасного и визуального каналов тепловизионной насадки, ошибка прицеливания, создаваемая насадкой, еще больше увеличивается.

Таким образом, недостатком описанной тепловизионной насадки является наличие ошибок прицеливания, что особенно заметно в современных противотанковых ракетных комплексах, предназначенных для работы на большие дальности.

Целью изобретения является уменьшение ошибок прицеливания путем однозначного контролируемого совмещения оптических осей инфракрасного и визуального каналов насадки с прицельной маркой оптического прицела оружия, а также возможного увеличения масштаба инфракрасного изображения.

Указанная цель достигается тем, что в тепловизионную насадку к оптическому прицелу, содержащую оптически последовательно сопряженные входной инфракрасный объектив, блок сканирования со сканирующими элементами поля объектов и приемник излучения, соединенный через усилитель с модулируемым светоизлучателем, оптически последовательно сопряженным со сканирующими элементами поля изображения блока сканирования и выходным визуальным объективом, в фокальной плоскости выходного визуального объектива на его оптической оси установлен точечный источник света, пространственно разнесенный с модулируемым светоизлучателем, причем его изображение оптически совмещено с полем изображения. Точечный источник света может быть установлен на продолжении оптической оси выходного визуального объектива, проходящей через просветы между сканирующими элементами блока сканирования.

На чертеже показан один из вариантов принципиальной схемы тепловизионной насадки к оптическому прицелу.

Заявляемая тепловизионная насадка к оптическому прицелу содержит последовательно установленные оптически сопряженные входной инфракрасный объектив 1, ломающее зеркало 2, блок сканирования 3 со сканирующими элементами поля объектов 4 и приемник излучения 6, соединенный с усилителем 7, выход которого подключен к модулируемому светоизлучателю 8, с которым последовательно оптически сопряжены ломающее зеркало 9, сканирующие элементы поля изображения 5 блока сканирования 3 и выходной визуальный объектив 10, на оптической оси которого в его фокальной плоскости установлен точечный источник света 11, пространственно разнесенный с модулируемым светоизлучателем 8. При этом точечный источник света 11 может быть установлен за зеркалом 9, которое в этом случае, должно быть полупрозрачным или дихроичным, либо в положении 11'' на продолжении оптической оси выходного визуального объектива 10, проходящей через просветы между сканирующими элементами блока сканирования 3. Оптическая ось инфракрасного объектива 1 формирует оптическую ось инфракрасного канала О_ик, оптическая ось визуального объектива 10 формирует оптическую ось визуального канала O_виз.

Тепловизионная насадка работает следующим образом.

Невидимое для глаза человека инфракрасное излучение от поля объектов попадает в инфракрасный объектив 1, отражается ломающим зеркалом 2, проходит через сканирующие элементы поля объектов 4 блока сканирования 3 и фокусируется на приемнике излучения 6. Электрические сигналы, снимаемые с приемника 6, усиливаются усилителем 7 и подаются на модулируемый светоизлучатель 8. Видимое для глаза излучение от модулируемого светоизлучателя 8, пройдя через сканирующие элементы поля изображения 5 блока сканирования 3, формирует поле изображения, которое, отразившись от зеркала 9, визуализируется объективом 10. Излучение точечного источника света 11, находящегося в положении 11 или 11'', совмещается с излучением поля изображения с помощью зеркала 9.

При выставлении параллельности оптических осей инфракрасного O_ик и визуального O_виз каналов тепловизионной насадки оптическая ось инфракрасного объектива 1 "привязывается" к изображению точечного источника света 11 в визуальном объективе 10 насадки путем совмещения видимого и инфракрасного изображений какой-либо удаленной точки поля объектов с изображением точечного источника света 11. Далее изображение поступает во входной объектив оптического прицела оружия (на черт. не показано) и, при закреплении тепловизионной насадки на нем, с помощью крепежных приспособлений добиваются совмещения изображения точечного источника света 11 с прицельной маркой прицела оружия (на черт. не показано). При работе в ночных условиях точечный источник света выключается, чтобы не мешать процессу наблюдения, а наведение прицельной марки оптического прицела на инфракрасное изображение цели будет означать наведение на цель оружия, так как именно в точке поля, где находится прицельная марка, оптические оси инфракрасного и визуального каналов параллельны, независимо от увеличения насадки, что практически и исключает ошибку прицеливания.

Другим достоинством предлагаемого технического решения является возможность выполнить увеличение тепловизионной насадки больше 1. В этом случае инфракрасное изображение представляется оператору в большем масштабе, что дополнительно позволяет ему осуществлять наведение оружия на мелкие объекты (т.е. более удаленные объекты военной техники) с меньшей ошибкой.

Таким образом, установка в тепловизионной насадке в фокальной плоскости выходного визуального объектива на его оптической оси дополнительного точечного источника света позволяет уменьшить ошибку прицеливания как за счет жесткой привязки оптических осей инфракрасного и визуального каналов насадки к осям оптического прицела и оружия, так и за счет увеличения масштаба инфракрасного изображения.

Использование: в качестве насадки к оптическому прицелу какого-либо оружия, например противотанкового ракетного комплекса, для обеспечения прицельной стрельбы в полной темноте по инфракрасному изображению объектов. Техническим результатом изобретения является уменьшение ошибок прицеливания. Сущность изобретения: в тепловизионной насадке к оптическому прицелу, содержащей оптически последовательно сопряженные входной инфракрасный объектив, блок сканирования со сканирующими элементами поля объектов и приемник излучения, соединенный через усилитель с модулируемым светоизлучателем, оптически последовательно сопряженный с блоком сканирования со сканирующими элементами поля изображения и выходным визуальным объективом, в фокальной плоскости выходного визуального объектива на его оптической оси установлен дополнительный точечный источник света, пространственно разнесенный с модулируемым светоизлучателем, причем его изображение оптически совмещено с полем изображения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Тепловизионная насадка к оптическому прицелу, содержащая оптически последовательно сопряженные входной инфракрасный объектив, блок сканирования со сканирующими элементами поля объектов и приемник излучения, соединенный через усилитель с модулируемым светоизлучателем, оптически последовательно сопряженный со сканирующими элементами поля изображения блока сканирования и выходным визуальным объективом, отличающаяся тем, что в фокальной плоскости выходного визуального объектива на его оптической оси установлен точечный источник света, пространственно разнесенный с модулируемым светоизлучателем, причем его изображение оптически совмещено с полем изображения. 2. Тепловизионная насадка к оптическому прицелу по п.1, отличающаяся тем, что точечный источник света установлен на продолжении оптической оси выходного визуального объектива, проходящей через просветы между сканирующими элементами блока сканирования.