КОМБИНИРОВАННЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРИЦЕЛ Российский патент 2007 года по МПК F41G1/34 G02B23/02 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, более конкретно к устройствам прицеливания, преимущественно для объектов бронетанковой техники.

Известен комбинированный многоканальный прицел [1], включающий оптически связанные объектив, окуляр и револьверное устройство - поворотную турель, имеющую три установочных отверстия, равноудаленные от оси вращения турели с возможностью фиксации в выбранном положении. В каждом из двух отверстий установлена сетка со штрихами и оборачивающая система, образующие сменный узел для наблюдения объектов в дневное время суток, а в третьем отверстии размещена сетка со штрихами и электронно-оптический преобразователь (ЭОП), образующие сменный узел для наблюдения объектов в ночное время суток, при этом плоскость штрихов сетки сменного узла для наблюдения объектов в дневное и ночное время суток и фотокатод ЭОП расположены в фокальной плоскости объектива, а изображение штрихов сетки сменного узла для наблюдения объектов в дневное время суток и экран ЭОП расположены в фокальной плоскости окуляра. Объектив и окуляр являются общими для наблюдения объектов в дневное и ночное время суток.

Основными недостатками известного комбинированного многоканального прицела являются:

- невысокая точность прицеливания, обусловленная невозможностью оптического согласования штрихов сетки сменного узла для наблюдения объектов в ночное время суток с плоскостью фотокатода ЭОП, что приводит к размытию наблюдаемой в окуляр прицельной марки;

- невозможность подсветки прицельной марки, что в условиях низкой освещенности приводит к существенному ухудшению ее видимости.

Задачей изобретения является повышение точности стрельбы путем оптического согласования штрихов сетки сменного узла для наблюдения объектов в ночное время суток с плоскостью экрана ЭОП, а также улучшения видимости и качества прицельной марки во всех условиях работы прицела.

Для решения поставленной задачи в комбинированном многоканальном прицеле, включающем оптически связанные объектив, окуляр и револьверное устройство, имеющее, по меньшей мере, два установочных отверстия, равноудаленные от оси вращения револьверного устройства, в одном из которых установлена первая сетка со штрихами и первая оборачивающая система, образующие сменный узел для наблюдения объектов в дневное время суток, а в другом отверстии размещена вторая сетка со штрихами и ЭОП, образующие сменный узел для наблюдения объектов в ночное время суток, при этом плоскость штрихов первой сетки и фотокатод ЭОП расположены в фокальной плоскости объектива, а изображение штрихов первой сетки, формируемое первой оборачивающей системой, расположено в фокальной плоскости окуляра, в отличие от прототипа сменный узел для наблюдения объектов в ночное время суток включает вторую оборачивающую систему, а вторая сетка со штрихами расположена в фокальной плоскости окуляра и снабжена устройством подсветки, при этом рисунок второй сетки соответствует рисунку первой сетки и оптически сопряжен с экраном ЭОП, а расстояние δ₂ между штрихами второй сетки связано с расстоянием δ₁ между аналогичными штрихами первой сетки соотношением:

δ₂=α·β·δ₁,

где α - линейное увеличение ЭОП;

β - линейное увеличение второй оборачивающей системы.

Устройство подсветки штрихов второй сетки может быть выполнено в виде, по меньшей мере, двух светодиодов, расположенных в пределах толщины второй сетки так, что излучение светодиодов направлено к центру второй сетки. Для изменения яркости штрихов второй сетки светодиоды устройства подсветки дополнительно снабжены регулятором тока.

Для улучшения качества изображения объектов ЭОП вторая оборачивающая система и вторая сетка могут быть жестко связаны между собой и установлены с возможностью перемещения вдоль оси второй оборачивающей системы.

Для улучшения качества изображения объектов может быть введен оптический компенсатор расфокусировки, выполненый в виде двух последовательно расположенных клиньев, главные сечения которых параллельны, а вершины направлены в противоположные стороны, образующих плоскопараллельную пластину, установленную перпендикулярно оптической оси объектива, при этом клинья установлены с возможностью взаимного перемещения вдоль обращенных друг к другу граней параллельно их главным сечениям. В таком исполнении оптический компенсатор расфокусировки может устанавливаться на оси объектива между объективом и револьверным устройством либо во втором установочном отверстии револьверного устройства между объективом и ЭОП.

В качестве оптического компенсатора может использоваться объектив или один из его компонентов, установленный с возможностью перемещения вдоль оси объектива.

Введение в сменный узел для наблюдения объектов в ночное время суток второй оборачивающей системы, размещение второй сетки со штрихами в фокальной плоскости окуляра и оптическое сопряжение второй оборачивающей системой рисунка второй сетки с экраном ЭОП, при этом рисунок второй сетки соответствует рисунку первой сетки, а расстояние δ₂ между штрихами второй сетки связано с расстоянием δ₁ между аналогичными штрихами первой сетки соотношением:

δ₂=α·β·δ₁,

где α - линейное увеличение ЭОП;

β - линейное увеличение второй оборачивающей системы позволило оптически согласовать штрихи второй сетки с плоскостью экрана ЭОП.

Введение подсветки штрихов второй сетки и регулировки их яркости позволило создать оптимальные условия видимости прицельной марки в зависимости от освещенности местности во всех условиях работы прицела.

Обеспечение жесткой связи ЭОП, второй оборачивающей системы и второй сетки, установка их с возможностью перемещения вдоль оси второй оборачивающей системы, введение оптического компенсатора расфокусировки снижает ошибку прицеливания из-за исключения параллакса в канале для наблюдения в дневное время суток и благодаря повышению четкости изображения - в канале для наблюдения в ночное время суток, а также обеспечивает компенсацию температурной расстраиваемости прицела при работе в широком температурном диапазоне и подфокусировку при изменении расстояния до наблюдаемого объекта.

В совокупности все перечисленные доработки позволили обеспечить повышение точности стрельбы при использовании комбинированного многоканального прицела.

Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг.1-4.

На фиг.1 изображена принципиальная схема комбинированного многоканального прицела.

На фиг.2 показана схема клинового оптического компенсатора расфокусировки.

На фиг.3 показана схема объектива комбинированного многоканального прицела с одним подвижным компонентом, используемым в качестве оптического компенсатора расфокусировки.

На фиг.4 показан вид поля зрения комбинированного многоканального прицела.

Комбинированный многоканальный прицел включает (фиг.1) оптически связанные объектив 1, револьверное устройство 2 и окуляр 3. Револьверное устройство 2 имеет, по меньшей мере, два установочных отверстия, равноудаленные от оси вращения револьверного устройства. В одном из отверстий установлена оптическая система дневного канала S, обеспечивающая работу прицела в дневное время суток с увеличением k, включающая первую сетку 4 и первую оборачивающую систему 5. Плоскость штрихов первой сетки 4 расположена в фокальной плоскости объектива 1, а изображение штрихов первой сетки 4, формируемое первой оборачивающей системой 5, расположено в предметной плоскости окуляра 3.

В другом отверстии установлена оптическая система ночного канала N, обеспечивающая работу прицела в ночное время суток, включающая ЭОП 6, вторую оборачивающую систему 7 и вторую сетку 8. Фотокатод ЭОП 6 расположен в фокальной плоскости объектива 1. В предметной плоскости окуляра установлена вторая сетка 8. Вторая сетка 8 выполнена в виде стеклянной пластины с нанесенным рисунком методом гравировки или травления. Рисунок заполняется специальной краской, обеспечивающей рассеяние света при подсветке. Рисунок второй сетки 8 посредством второй оборачивающей системы 7 сопряжен с экраном ЭОП 6. Устройство подсветки 9 обеспечивает подсветку второй сетки 8 и включает по меньшей мере два светодиода. Светодиоды устройства подсветки 9 расположены в пределах толщины второй сетки 8, при этом излучение светодиодов направлено от края сетки к центру, обеспечивает равномерную яркость штрихов второй сетки 8. Светодиоды устройства подсветки 9 снабжены регулятором тока 10, что позволяет получить равномерное изменение яркости штрихов второй сетки 8.

Для обеспечения фокусировки на резкое изображение объектов при работе в ночное время суток ЭОП 6, вторая оборачивающая система 7 и вторая сетка 8 ночного канала жестко связаны друг с другом и установлены с возможностью перемещения вдоль оси второй оборачивающей системы 7.

Для исключения параллакса в дневном канале и повышения четкости изображения в ночном канале, компенсации температурной расстраиваемости и расфокусировки каналов прицела при изменении дальности до наблюдаемого объекта, в оптическую схему прицела может быть введен оптический компенсатор расфокусировки. В зависимости от конструктивного исполнения прицела возможны разные варианты исполнения оптического компенсатора расфокусировки.

Оптический компенсатор расфокусировки 11 (фиг.1 и 2) может быть выполнен в виде двух последовательно расположенных клиньев m, n (фиг.2), главные сечения которых параллельны, а вершины направлены в противоположные стороны, образующих плоскопараллельную пластину, установленную перпендикулярно оптической оси объектива, при этом клинья установлены с возможностью взаимного перемещения вдоль обращенных друг к другу граней параллельно их главным сечениям. Оптический компенсатор расфокусировки 11 (фиг.1), выполненный в виде двух последовательно расположенных клиньев, может быть установлен на оси объектива между объективом и револьверным устройством либо во втором установочном отверстии между объективом и ЭОП.

В качестве оптического компенсатора расфокусировки может использоваться объектив 1 прицела или один из его компонентов d (фиг.3), который установлен с возможностью перемещения вдоль оси объектива 1 (фиг.1).

Револьверное устройство представляет собой поворотное устройство, имеющее хотя бы два фиксированных положения, в одном из которых в ход лучей оптического тракта прицела вводится оптическая система дневного канала S, работающего с увеличением k, во втором - оптическая система ночного канала N. Объектив 1, зеркала 12, 13 и окуляр 3 являются общими для дневного и ночного каналов, при этом зеркала 12, 13 используются для поворота оптической оси прицела и обеспечения габаритов прицела.

Первая сетка 4 дневного канала и вторая сетка 8 ночного канала имеют прицельную марку и поправочные штрихи для корректировки стрельбы в зависимости от величины превышения (вертикальная поправка) и направления и величины упреждения (горизонтальная поправка).

Рисунок первой сетки 4 дневного канала соответствует рисунку второй сетки 8 ночного канала. При этом расстояние δ₂ между штрихами второй сетки 8 связано с расстоянием δ₁ между аналогичными штрихами первой сетки 4 соотношением:

δ₂=α·β·δ₁,

где α - линейное увеличение ЭОП;

β - линейное увеличение второй оборачивающей системы 7.

Это условие обеспечивает одинаковый угловой размер между соответствующими штрихами первой сетки 4 и второй сетки 8, а следовательно, обеспечивает одинаковые условия расчета угловых поправок как днем, так и в ночное время суток.

Работает комбинированный многоканальный прицел следующим образом.

В зависимости от освещенности местности, при которой проводится наблюдение объектов, поворотом револьверного устройства в фиксированное положение вводится в оптический тракт прицела оптическая система дневного или ночного канала.

При работе в ночное время суток, когда вводится оптическая система ночного канала, отраженное от объекта излучение падает на зеркало 12 (фиг.1) и, отразившись от него, попадает в объектив 1. Объектив 1 формирует на фотокатоде ЭОП 6 изображение местности и объекта. ЭОП 6 усиливает видимое изображение или преобразует и усиливает невидимое изображение, сформированное на фотокатоде ЭОП 6, в видимое на экране ЭОП 6. Вторая оборачивающая система 7 оборачивает и переносит изображение с экрана ЭОП 6 в предметную плоскость окуляра 3, в которой установлена вторая сетка 8. Окуляр 3, работающий совместно с глазом оператора 14, увеличивает изображение для нормального восприятия глазом и обеспечения точности прицеливания. При низкой яркости штрихи второй сетки 8 недостаточно контрастны, поэтому оператор включает устройство подсветки штрихов второй сетки 8, состоящее по меньшей мере из двух светодиодов. Светодиоды снабжены регулятором тока для обеспечения выбора оператором оптимальной для него яркости штрихов второй сетки 8.

При работе в дневное время суток в оптический тракт прицела вводится оптическая система дневного канала. Как и в случае работы в ночное время суток, отраженное от объекта излучение отразившись от зеркала 12 попадает в объектив 1. Первая оборачивающая система 5 обеспечивает необходимое увеличение и переносит плоскость изображения объектива в предметную плоскость окуляра 3. В предметной плоскости окуляра 3 первой оборачивающей системой 5 формируется изображение рисунка первой сетки 4. Окуляр 3 обеспечивает необходимое увеличение изображения для нормального восприятия глазом и обеспечения точности прицеливания.

В реализованном прицеле револьверное устройство представляет собой обойму, выполненную из алюминиевого сплава, в котором выполнены три установочных отверстия, равноудаленные от оси вращения револьверного устройства, в двух из которых расположены оптические системы дневных каналов с увеличением 9^х, 3^х и ночного канала, обеспечивающие выбор работы прицела в дневном с двумя разными увеличениями, или ночном режиме. При переключении револьверного устройства оптическая система ранее установленного канала выводится из поля зрения, а ее место занимает оптическая система другого канала.

Вид поля зрения прицела приведен на фиг.4. В поле зрения прицела проецируется: дальномерная шкала с оцифровкой расстояний 15, служащая для определения дальности до объекта, когда известна высота объекта, дистанционные штрихи с оцифровкой 16, учитывающие превышение в зависимости от дальности до цели и типа боеприпаса (вертикальная поправка), штрихи боковых поправок 17, учитывающие направление и величину упреждения по крену танка (горизонтальная поправка), а также поправки на деривацию снаряда.

Наблюдение и прицельная стрельба в дневных условиях осуществляется при введенной оптической системе дневного канала. Наблюдая в окуляр прицела, производится поиск и опознавание объекта. Если величина освещенности местности уменьшится до того предела, когда наблюдение с помощью дневного канала становится невозможным, переключением револьверного устройства вводится оптическая система ночного канала. Наблюдая в окуляр и изменяя яркость прицельной шкалы, оператор устанавливает оптимальный для глаз оператора уровень подсветки прицельной шкалы при отсутствии ухудшения видимости объектов. Оператор прицеливается с учетом информации о дальности до цели, типе используемого боеприпаса, величине и направлении боковых поправок и производит выстрел.

Таким образом, новый комбинированный многоканальный прицел благодаря обеспечению улучшения видимости прицельной марки при работе в ночных условиях независимо от уровня освещенности и оптического согласования штрихов сетки ночного канала с плоскостью экрана ЭОП обеспечивают решение задачи повышения точности стрельбы.

Источник информации

1. Патент РБ №4273, МПК 7 G 02 В 23/12, 2001 г. (прототип).

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам прицеливания, преимущественно для объектов бронетанковой техники. Комбинированный многоканальный прицел, включающий объектив, окуляр и револьверное устройство. Револьверное устройство имеет, по меньшей мере, два отверстия, в первом установлена сетка со штрихами и оборачивающая система. Вторая сетка со штрихами расположена в фокальной плоскости окуляра. Расстояние δ₂ между штрихами второй сетки связано с расстоянием δ₁ между аналогичными штрихами первой сетки соотношением: δ₂=α·β·δ₁, где α - линейное увеличение электронно-оптического преобразователя; β - линейное увеличение второй оборачивающей системы. Техническим результатом является повышение точности стрельбы, а также улучшения видимости и качества прицельной марки во всех условиях работы прицела. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Комбинированный многоканальный прицел, содержащий оптически связанные объектив, окуляр и револьверное устройство, имеющее, по меньшей мере, два установочных отверстия, равноудаленных от оси вращения револьверного устройства, в одном из которых установлены первая сетка со штрихами и оборачивающая система, образующие сменный узел для наблюдения объектов в дневное время суток, а в другом отверстии размещены вторая сетка со штрихами и электронно-оптический преобразователь, образующие сменный узел для наблюдения объектов в ночное время суток, при этом плоскость штрихов первой сетки и фотокатод электронно-оптического преобразователя расположены в фокальной плоскости объектива, а изображение штрихов первой сетки, формируемое оборачивающей системой, расположено в фокальной плоскости окуляра, отличающийся тем, что он снабжен второй оборачивающей системой, расположенной в сменном узле для наблюдения объектов в ночное время суток, а вторая сетка со штрихами расположена в фокальной плоскости окуляра и снабжена устройством подсветки, при этом рисунок второй сетки соответствует рисунку первой сетки и оптически сопряжен с экраном электронно-оптического преобразователя, а расстояние δ₂ между штрихами второй сетки связано с расстоянием δ₁ между аналогичными штрихами первой сетки соотношением

δ₂=α·β·δ₁,

где α - линейное увеличение электронно-оптического преобразователя;

β - линейное увеличение второй оборачивающей системы.