ЛАЗЕРНЫЙ ПРИЦЕЛ-ДАЛЬНОМЕР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК F41G3/06 

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может быть использовано в качестве устройства оптического наведения охотничьих ружей и других пневматических и огнестрельных устройств, требующих прицельного наведения на объект.

Известен лазерный прицел-дальномер, содержащий зондирующий канал, состоящий из лазерного источника излучения и оптической 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. Работа известного прицела-дальномера основана на поиске цели по изображению в окуляре зрительной трубы, облучении цели лазерным источником излучения, формировании по отраженному от цели излучению фотоприемным устройством электрического сигнала, измерении временного интервала, преобразовании полученного сигнала в сигнал управления индикатором дальности и совмещении оператором «смещенной» прицельной марки индикатора дальности с целью. При этом смещение прицельной марки соответствует расстоянию до цели [1].

Недостатком известного прицела-дальномера являются его большие габариты и масса, обусловленные пространственным разнесением объектива зрительной трубы, оптической системы зондирующего канала и объектива канала индикации дальности.

Наиболее близким по технической сущности решением к заявляемому является лазерный прицел-дальномер, содержащий зондирующий канал, включающий оптическую систему и источник инфракрасного лазерного излучения, совмещенный приемно-визирный канал, оптическая ось которого параллельна оптической оси зондирующего канала, состоящий из светоделителя, выполненного в виде пропускающей и отражающей голограмм, установленных во входном зрачке приемно-визирного канала, зрительной трубы, выполненной в виде телескопа Галилея, включающего объектив и отрицательный окуляр, и оптически сопряженного с ней фотоприемного устройства, канал индикации дальности, включающий индикатор дальности в виде линейки светодиодов и линзу и электронный блок, выходы которого соединены со входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом фотоприемного устройства [2].

Работа лазерного прицела-дальномера [2] осуществляется таким же образом как в известном вышеизложенном прицеле-дальномере [1]. При этом часть отраженного от цели пучка лазерного инфракрасного излучения после дифракции на пропускающей голограмме объективом зрительной трубы собирается на фотоприемном устройстве. А пучок видимого излучения от индикатора дальности проходит объектив зрительной трубы, часть его отражается от отражающей голограммы и в обратном ходе через зрительную трубу наблюдается оператором в виде прицельной марки совместно с изображением цели.

К недостаткам лазерного прицела-дальномера [2] можно отнести большие потери видимого и инфракрасного излучения на пропускающей и отражающей голограммах в приемно-визирном канале, что снижает функциональные возможности прицела-дальномера по дальности. К этому же приводит выполнение зрительной трубы в виде телескопа Галилея, не обеспечивающего необходимого для прицела увеличения и угловой разрешающей способности.

В основу изобретения положена задача создания компактного лазерного прицела-дальномера с расширенными по дальности функциональными возможностями.

Сущность изобретения по первому варианту заключается в том, что в лазерном прицеле-дальномере, содержащем зондирующий канал со зрительной трубой, включающей объектив с внутренней линзой, и фотоприемным устройством, оптически сопряженным с объективом, канал индикации дальности с индикатором дальности, линзой и электронным блоком, выходы которого соединены со входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом фотоприемного устройства, причем оптические оси зондирующего канала и объектива зрительной трубы расположены параллельно, в отличие от прототипа, канал индикации дальности снабжен первой отражательной призмой с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива зрительной трубы и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, максимальный размер проекции которой на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива, приемно-визирный канал снабжен призмой БУ-45°, одна из граней которой выполнена с зеркальным покрытием, оптическим клином, склеенным гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системой, последовательно установленными между объективом и фотоприемным устройством, при этом светоделитель выполнен на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45° в виде дихроичного покрытия, зрительная труба выполнена в виде телескопа Кеплера с сеткой и оборачивающей системой, причем призма БУ-45° расположена между объективом и оборачивающей системой зрительной трубы, а индикатор дальности и сетка зрительной трубы установлены в оптически сопряженных плоскостях.

В прицеле-дальномере первая отражательная призма приклеена одной из преломляющих граней либо к внутренней поверхности объектива зрительной трубы, либо к грани призмы БУ-45°.

Прицел-дальномер снабжен установленной между объективом и призмой БУ-45° прозрачная склеенной из двух частей плоскопараллельной пластиной, склеенные грани которой выполнены под углом к оптической оси объектива, на одной из граней выполнена зеркально отражающая поверхность, при этом противоположный зеркально отражающей поверхности торец пластины выполнен полированным.

В прицеле-дальномере индикатор дальности выполнен в виде светодиодной линейки, установленной с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном направлению размещения светодиодов в линейке.

В прицеле-дальномере канал индикации дальности снабжен светодиодом и полупрозрачным зеркалом, установленным на оптической оси линзы, причем светодиод установлен с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикулярной оси линзы и оптически сопряженной с сеткой зрительной трубы, а индикатор дальности выполнен в виде светодиодной матрицы.

В прицеле-дальномере линза канала индикации дальности выполнена в виде сферической или асферической поверхности на первой по ходу лучей преломляющей грани первой отражательной призмы, приклеенной к призме БУ-45°.

В прицеле-дальномере канал индикации дальности снабжен второй отражательной призмой, отражающая грань которой склеена с отражающей гранью первой отражательной призмы, приклеенной к внутренней поверхности объектива, а линза канала индикации выполнена в виде сферической или асферической поверхности на одной или обеих преломляющих гранях второй отражательной призмы.

Прицел-дальномер снабжен дополнительным зондирующим каналом с вторым источником лазерного излучения и второй оптической системой, оптическая ось которой установлена под углом к отражающей грани первой отражательной призмы, причем отражающая грань второй отражательной призмы выполнена непрозрачной для лазерного излучения второго источника, а ее проекция на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, выполнена не меньшей по любому размеру проекции на эту же плоскость отражающей поверхности первой отражательной призмы.

Сущность изобретения по второму варианту заключается в том, что в лазерном прицеле-дальномере, содержащем зондирующий канал с оптической системой и источником лазерного излучения, совмещенный приемно-визирный канал со светоделителем, визирным устройством, включающим объектив с внутренней линзой и окуляр, и фотоприемным устройством, оптически сопряженным с объективом, канал индикации дальности с индикатором дальности и линзой и электронным блоком, выходы которого соединены со входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом фотоприемного устройства, причем оптические оси зондирующего канала и объектива визирного устройства расположены параллельно, в отличие от прототипа, канал индикации дальности снабжен отражательной призмой с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива визирного устройства и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, максимальный размер проекции которой на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива, приемно-визирный канал снабжен призмой БУ-45°, одна из граней которой выполнена с зеркальным покрытием, оптическим клином, склеенным с гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системой, последовательно установленными между объективом и фотоприемным устройством, визирное устройство снабжено электронно-оптическим преобразователем с оборачиванием изображения, экран которого расположен в предметной плоскости окуляра, светоделитель выполнен на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45° в виде дихроичного покрытия, причем призма БУ-45° расположена между объективом и электронно-оптическим преобразователем визирного устройства, а индикатор дальности и фотокатод электронно-оптического преобразователя установлены в оптически сопряженных плоскостях.

В прицеле-дальномере по второму варианту визирное устройство снабжено линзовой оборачивающей системой, оптическая ось которой расположена параллельно оси электронно-оптического преобразователя, первым и вторым убирающимися плоскими зеркалами, расположенными под углом к оси электронно-оптического преобразователя по разные его стороны, и двумя плоскими зеркалами, расположенными по разные стороны линзовой оборачивающей системы под углом к ее оптической оси, причем одно плоское зеркало параллельно первому убирающемуся зеркалу, другое - параллельно второму убирающемуся зеркалу, а передняя и задняя фокальные плоскости линзовой оборачивающей системы совмещены соответственно с задней фокальной плоскостью объектива и с предметной плоскостью окуляра.

В прицеле-дальномере по второму варианту первое и второе убирающиеся зеркала кинематически связаны между собой.

Сущность изобретения по третьему варианту заключается в том, что в лазерном прицеле-дальномере, содержащем зондирующий канал с оптической системой и источником лазерного излучения, совмещенный приемно-визирный канал со светоделителем, визирным устройством, включающим объектив с внутренней линзой и окуляр, и первым фотоприемным устройством, оптически сопряженным с объективом, канал индикации дальности с индикатором дальности, линзой и электронным блоком, выходы которого соединены со входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом первого фотоприемного устройства, причем оптические оси зондирующего канала и объектива визирного устройства расположены параллельно, в отличие от прототипа, канал индикации дальности снабжен отражательной призмой с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива визирного устройства и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, максимальный размер проекции которой на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива, приемно-визирный канал снабжен призмой БУ-45°, одна из граней которой выполнена с зеркальным покрытием, оптическим клином, склеенным гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системой, последовательно установленными между объективом и первым фотоприемным устройством, визирное устройство снабжено видеоконтрольным устройством со вторым фотоприемным устройством и монитором, экран которого расположен в предметной плоскости окуляра, при этом светоделитель выполнен на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45° в виде дихроичного покрытия, причем призма БУ-45° расположена между объективом и вторым фотоприемным устройством, выход которого соединен со входом монитора, а вход - с выходом электронного блока, а индикатор дальности и второе фотоприемное устройство установлены в оптически сопряженных плоскостях.

В прицеле-дальномере по третьему варианту монитор видеоконтрольного устройства и окуляр визирного устройства выполнены в виде либо отдельного блока, либо съемного блока.

В прицеле-дальномере по третьему варианту видеоконтрольное устройство снабжено системой беспроводной передачи информации с передатчиком и приемником, причем вход передатчика соединен с выходом второго фотоприемного устройства, а выход приемника соединен со входом монитора.

Сущность изобретения по четвертому варианту заключается в том, что в лазерном прицеле-дальномере, содержащем зондирующий канал с оптической системой и источником лазерного излучения, совмещенный приемно-визирный канал со светоделителем, визирным устройством, включающим объектив, и первым фотоприемным устройством, оптически сопряженным с объективом, канал индикации дальности с индикатором дальности, линзой и электронным блоком, выходы которого соединены со входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом первого фотоприемного устройства, причем оптические оси зондирующего канала и объектива визирного устройства расположены параллельно, в отличие от прототипа, канал индикации дальности снабжен отражательной призмой с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива визирного устройства и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, максимальный размер проекции которой на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива, приемно-визирный канал снабжен призмой БУ-45°, одна из граней которой выполнена с зеркальным покрытием, оптическим клином, склеенным гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системой, последовательно установленными между объективом и первым фотоприемным устройством, визирное устройство снабжено видеоконтрольным устройством со вторым фотоприемным устройством и монитором, при этом светоделитель выполнен на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45° в виде дихроичного покрытия, а призма БУ-45° расположена между объективом и вторым фотоприемным устройством, выход которого соединен со входом монитора, а вход - с выходом электронного блока, а индикатор дальности и второе фотоприемное устройство установлены в оптически сопряженных плоскостях.

В прицеле-дальномере по четвертому варианту монитор видеоконтрольного устройства выполнен в виде отдельного блока наблюдения.

В прицеле-дальномере по четвертому варианту видеоконтрольное устройство снабжено системой беспроводной передачи информации с передатчиком и приемником, причем вход передатчика соединен с выходом второго фотоприемного устройства, а выход приемника соединен со входом монитора.

Выполнение в прицеле-дальномере по первому варианту зрительной трубы в виде телескопа Кеплера с сеткой и оборачивающей системой обеспечивает необходимое для прицела увеличение и угловую разрешающую способность. Введение в канал индикации дальности первой отражательной призмы с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива зрительной трубы и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, выполнение максимального размера проекции зеркально отражающей поверхности на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не превышающим 1/3 от диаметра объектива, позволяет совместить оптические оси визирного канала и канала индикации дальности и за счет этого уменьшить габариты и конструктивно упростить прицел. Введение в приемно-визирный канал призмы БУ-45°, оптического клина, склеенного с гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системы, последовательно установленных между объективом и фотоприемным устройством, а также выполнение светоделителя в виде дихроичного покрытия на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, позволяет практически без потерь на дихроичном покрытии пропускать на фотоприемное устройство оптическое излучение, спектральный состав которого соответствует спектральному составу излучения источника лазерного излучения, и отражать на оборачивающую систему зрительной трубы видимое глазом излучение. Размещение призмы БУ-45° между объективом и оборачивающей системой зрительной трубы обусловлено конструкцией прицела. Таким образом перечисленные признаки обеспечивают решение поставленной задачи.

Приклеевание первой отражательной призмы одной из преломляющих граней либо к внутренней поверхности объектива зрительной трубы, либо к грани призмы БУ-45° позволяет, дополнительно к решению поставленной задачи, упростить конструкцию прицела.

Введение в прицел-дальномер установленной между объективом и призмой БУ-45° прозрачной склеенной из двух частей плоскопараллельной пластины, склеенные грани которой выполнены под углом к оптической оси объектива, выполнение противоположного зеркально отражающей поверхности торца полированным позволяет, дополнительно к решению поставленной задачи, упростить юстировку прицела.

Выполнение индикатора дальности в виде светодиодной линейки, установленной с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном направлению размещения светодиодов в линейке, обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность введения в прицеле боковых поправок для учета скорости ветра и скорости перемещения цели. При этом дистанционная поправка вводится автоматически подключением соответствующего светодиода в линейке, а боковая вручную смещением светодиодной линейки.

Введение в канал индикации дальности светодиода и полупрозрачного зеркала, установленных на оптической оси линзы, причем светодиод установлен с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикулярной оси линзы и оптически сопряженной с сеткой зрительной трубы, и выполнение индикатора дальности в виде светодиодной матрицы позволяет, дополнительно к решению основной задачи, формировать значение измеренного расстояния до цели на светодиодной матрице, изображение которого оператор наблюдет на сетке совместно с прицельной маркой (изображением светодиода). Дистанционную поправку оператор вводит вертикальным перемещением светодиода, а боковую поправку вводит горизонтальным перемещением светодиода.

Выполнение линзы канала индикации дальности в виде сферической или асферической поверхности на первой по ходу лучей преломляющей грани первой отражательной призмы, приклеенной к призме БУ-45°, позволяет, дополнительно к решению поставленной задачи, упростить юстировку канала индикации дальности прицела-дальномера

Введение в канал индикации дальности второй отражательной призмы, отражающая грань которой склеена с отражающей гранью первой отражательной призмы, приклеенной к внутренней поверхности объектива, и выполнение линзы канала индикации в виде сферической или асферической поверхности на одной или обеих преломляющих гранях второй отражательной призмы позволяет, дополнительно к решению поставленной задачи, упростить юстировку канала индикации дальности прицела-дальномера.

Введение в прицел-дальномер дополнительного зондирующего канала, включающего второй источник лазерного излучения и вторую оптическую систему, оптическая ось которой установлена под углом к отражающей грани первой отражательной призмы, позволяет, дополнительно к решению поставленной задачи, зондирующий канал выполнять формирующим на цели пятно излучения в виде точки или круга, а дополнительный зондирующий канал выполнять формирующим на цели пятно в виде узкой вертикальной щели. Выполнение отражающей грани второй отражательной призмы, непрозрачной для лазерного излучения второго источника, и выполнение ее проекции на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не меньшей по любому размеру проекции на эту же плоскость отражающей поверхности первой отражательной призмы, обеспечивает защиту фотоприемного устройства от паразитных лучей второго источника лазерного излучения.

Введение в лазерном прицеле-дальномере по второму варианту, в отличие от прицела-дальномера по первому варианту, в визирное устройство, содержащее объектив и окуляр, электронно-оптического преобразователя с оборачиванием изображения, экран которого расположен в предметной плоскости окуляра, и размещение индикатора дальности и фотокатода электронно-оптического преобразователя в оптически сопряженных плоскостях обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность применения прицела-дальномера в ночное время.

Введение в прицеле-дальномере по второму варианту в визирное устройство линзовой оборачивающей системы, оптическая ось которой расположена параллельно оси электронно-оптического преобразователя, первого и второго убирающихся плоских зеркал, расположенных под углом к оси электронно-оптического преобразователя по разные его стороны, и двух плоских зеркал, расположенных по разные стороны линзовой оборачивающей системы под углом к ее оптической оси, причем одно плоское зеркало параллельно первому убирающемуся зеркалу, другое - параллельно второму убирающемуся зеркалу, и совмещение передней и задней фокальных плоскостей линзовой оборачивающей системы соответственно с задней фокальной плоскостью объектива и с плоскостью предметов окуляра обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность применения прицела в любое время суток.

Введение в прицеле-дальномере по второму варианту кинематической связи между первым и вторым убирающимися плоскими зеркалами обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность одновременного вывода или возвращения в исходное положение убирающихся зеркал. То есть обеспечивается удобное переключение прицела-дальномера с дневного применения на ночное и наоборот.

Введение в лазерном прицеле-дальномере по третьему варианту, в отличие от прицела-дальномера по первому варианту, в визирное устройство, содержащее объектив и окуляр, видеоконтрольного устройства, включающего второе фотоприемное устройство и монитор, экран которого расположен в предметной плоскости окуляра, соединение выхода второго фотоприемного устройства с входом монитора, а входа - с выходом электронного блока и размещение индикатора дальности и второго фотоприемного устройства в оптически сопряженных плоскостях обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность исключения погрешностей прицеливания при смещениях глаза в плоскости выходного зрачка окуляра, так как отсутствует параллакс между целью и прицельной маркой.

Выполнение в прицеле-дальномере по третьему варианту монитора видеоконтрольного устройства и окуляра визирного устройства в виде либо отдельного блока наблюдения, либо съемного блока наблюдения обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность закрепления отдельного или съемного блока наблюдения на каске, шлеме или оголовье перед глазом оператора и вести прицельное наблюдение, держа оружие у пояса или бедра.

Введение в прицеле-дальномере по третьему варианту в видеоконтрольное устройство системы беспроводной передачи информации, включающей передатчик и приемник, и соединение входа передатчика с выходом второго фотоприемного устройства, а выхода приемника - со входом монитора, обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность комфортного использования прицела-дальномера.

Введение в лазерном прицеле-дальномере по четвертому варианту, в отличие от прицела-дальномера по первому варианту, в визирное устройство, содержащее объектив, видеоконтрольного устройства, включающего второе фотоприемное устройство и монитор, соединение выхода второго фотоприемного устройства с входом монитора, а входа - с выходом электронного блока, и размещение индикатора дальности и второго фотоприемного устройства в оптически сопряженных плоскостях обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность исключения погрешностей прицеливания при смещениях глаза, так как отсутствует параллакс между целью и прицельной маркой, и возможность увеличения расстояния между прицелом-дальномером и глазом оператора, что особенно необходимо при его установке на оружии с большой отдачей при выстреле.

Выполнение в прицеле-дальномере по четвертому варианту монитора видеоконтрольного устройства в виде отдельного блока наблюдения обеспечивает, дополнительно к решению поставленной задачи, возможность дистанционного, прицельного наблюдения при установке прицела-дальномера на дистанционно управляемом оружии.

Сущность изобретения поясняется схемами на фиг.1-11. На фиг.1-4 изображены функциональные схемы примеров исполнения лазерного прицела-дальномера по первому варианту, на фиг.5 и 6 - схемы примеров исполнения прицела-дальномера по второму варианту, на фиг.7 и 8 - схемы примеров исполнения прицела-дальномера по третьему варианту, на фиг.9 - схема примера исполнения прицела-дальномера по четвертому варианту, на фиг.10 и 11 - схемы работы заслонок в упругом наглазнике.

Лазерный прицел-дальномер содержит совмещенный приемно-визирный канал, содержащий в примерах исполнения на фиг.1-4 зрительную трубу в виде телескопа 1 Кеплера, включающего объектив 2, сетку 3, окуляр 4 и оборачивающую систему 5 в виде призмы ВкР-45° (фиг.1-3) или в виде линзовой системы 6 (фиг.4). Сетка 3 может быть выполнена со шкалами для определения угловых координат цели. Линзовая оборачивающая система 6 выполнена либо с постоянным, либо с переменным увеличением. В примерах исполнения на фиг.5 и 6 совмещенный приемно-визирный канал содержит визирную систему 7, включающую объектив 2, окуляр 4 и электронно-оптический преобразователь 8 с оборачиванием изображения, экран которого расположен в предметной плоскости окуляра 4. В примере исполнения на фиг.6 визирная система 7 содержит линзовую оборачивающую систему 9, оптическая ось которой параллельна оси преобразователя 8, первое и второе убирающиеся плоские зеркала 10 и 11, расположенные под углом к оси преобразователя 8 по разные его стороны, и два плоских зеркала 12 и 13, расположенных по разные стороны оборачивающей системы 9 под углом к ее оптической оси. Зеркало 12 параллельно первому убирающемуся зеркалу 10, зеркало 13 параллельно второму убирающемуся зеркалу 11, а передняя и задняя фокальные плоскости оборачивающей системы 9 совмещены соответственно с задней фокальной плоскостью объектива 2 и с плоскостью предметов окуляра 4. На фиг.6 пунктирной линией показано положение зеркал 10 и 11 в убранном из хода лучей состоянии. В примерах исполнения на фиг.7 и 8 визирная система 7 включает объектив 2, окуляр 4 и видеоконтрольное устройство, состоящее из второго фотоприемного устройства 14 и монитора 15, экран которого расположен в предметной плоскости окуляра 4. В примере исполнения на фиг.8 видеоконтрольное устройство содержит систему беспроводной передачи информации, включающую передатчик 16, вход которого соединен с выходом второго фотоприемного устройства 14, и приемник 17, выход которого соединен со входом монитора 15. При этом приемник 17, монитор 15 и окуляр 4 выполнены в виде отдельного или съемного блока 18 наблюдения. В примере исполнения на фиг.9 визирная система 7 включает объектив 2 и видеоконтрольное устройство, состоящее из второго фотоприемного устройства 14 и монитора 15. Монитор 15 может быть выполнен в виде отдельного блока наблюдения (на фиг.9 не показано). Совмещенный приемно-визирный канал содержит также призму БУ-45° 19, склеенный с ее гранью 20 с зеркальным покрытием оптический клин 21, линзовую систему 22, фотоприемное устройство 23 (на фиг.7-9 первое фотоприемное устройство) и светоделитель, выполненный на участке 24 грани 20 с зеркальным покрытием призмы 19 в виде дихроичного покрытия. Дихроичное покрытие на участке 24 выполнено с коэффициентом пропускания не менее 0,95 для инфракрасного излучения и с коэффициентом отражения не менее 0,95 для видимого глазом излучения. Призма 19 расположена на фиг.1-4 между объективом 2 и оборачивающей системой в виде призмы 5 (фиг.1-3) или в виде линзовой системы 6. На фиг.5 и 6 призма 19 расположена между объективом 2 и электронно-оптическим преобразователем 8, а на фиг.7-9 между объективом 2 и вторым фотоприемным устройством 14. Прицел-дальномер содержит зондирующий канал 25, включающий оптическую систему 26 и источник 27 инфракрасного лазерного излучения. Зондирующий канал 25 может быть выполнен формирующим на цели пятно излучения в виде точки или круга и может быть выполнен формирующим пятно в виде узкой вертикальной щели. Прицел-дальномер содержит также канал 28 индикации дальности, включающий линзу 29, индикатор 30 дальности и зеркально отражающую поверхность 31, установленную под углом 45° к оптическим осям объектива 2 и линзы 29 и пересекающую их. Максимальный размер проекции зеркально отражающей поверхности 31 на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива 2, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива 2. На фиг.1, 2, 4-9 зеркально отражающая поверхность 31 выполнена в виде первой отражательной призмы 32 с металлическим покрытием на отражающей грани, приклеенной преломляющей гранью либо к внутренней поверхности объектива 2 (фиг.4-9), либо к первой грани призмы 19 (фиг.1 и 2). В примере исполнения на фиг.2 линза 29 выполнена в виде сферической или асферической поверхности на первой по ходу лучей преломляющей грани 33 первой отражательной призмы 32, приклеенной к призме БУ-45°. В примерах исполнения на фиг.6 и 8 канал 28 содержит вторую отражательную призму 34, отражающая грань которой склеена с отражающей гранью 31 первой отражательной призмы 32, а линза 29 выполнена в виде сферической или асферической поверхности 35 на одной или обеих преломляющих гранях призмы 34. В примере исполнения на фиг.3 прицел-дальномер содержит установленную между объективом 2 и призмой 19 прозрачную плоскопараллельную пластину, склеенную из двух частей 36 и 37, склеенные грани которой выполнены под углом к оптической оси объектива 2, зеркально отражающая поверхность 31 выполнена на одной из этих граней, а противоположный зеркально отражающей поверхности 31 торец 38 плоскопараллельной пластины выполнен полированным. На фиг.1-4 индикатор 30 дальности и сетка 4 расположены в оптически сопряженных плоскостях. На фиг.5 и 6 индикатор 30 дальности и фотокатод электронно-оптического преобразователя 8 расположены в оптически сопряженных плоскостях. На фиг.7-9 индикатор 30 дальности и второе фотоприемное устройство 14 расположены в оптически сопряженных плоскостях. На фиг.3 и 7 индикатор 30 дальности выполнен в виде светодиодной линейки, установленной с возможностью перемещения по стрелке «z» в направлении, перпендикулярном направлению размещения светодиодов в линейке. На фиг.2 и 4 канал 28 индикации дальности содержит светодиод 39 и полупрозрачное зеркало 40, установленное на оси линзы 29, причем светодиод 39 установлен с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях «z» и «у» в плоскости, перпендикулярной оптической оси линзы 29 и оптически сопряженной с сеткой 4 зрительной трубы 1, а индикатор дальности 30 выполнен в виде светодиодной матрицы. На фиг.4 канал 28 индикации дальности содержит линзу 41, оптическая ось которой установлена под углом к поверхности 31 и проходит через светодиод 39. На фиг.1-8 для улучшения компоновки канал 28 содержит отклоняющее зеркало 42. В примерах исполнения на фиг.6 и 8 введен дополнительный зондирующий канал 43, включающий второй источник 44 инфракрасного лазерного излучения и вторую оптическую систему 45, оптическая ось которой установлена под углом к отражающей поверхности 31 первой отражательной призмы 32. Проекция отражающей поверхности второй отражательной призмы 34 на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива 2, выполнена не меньшей проекции отражающей поверхности 31 первой отражательной призмы 32 на эту же плоскость. В указанных примерах исполнения зондирующий канал 25 выполнен формирующим на цели пятно излучения в виде точки или круга, а дополнительный зондирующий канал 43 выполнен формирующим на цели пятно излучения в виде узкой вертикальной щели. Прицел-дальномер содержит электронный блок 46, выходы которого соединены со входами источников 27 и 44 лазерного излучения, индикатора 30 дальности, светодиода 39 (фиг.2 и 4) и второго фотоприемного устройства 14 (фиг.7-9), а вход - с выходом фотоприемного устройства 23. На фиг.2 и 4 зрительная труба 1 содержит светодиод 47 подсветки сетки 4, соединенный с выходом блока 46. Прицел-дальномер содержит закрепленный на окуляре 4 упругий наглазник 48, включающий в примерах исполнения на фиг.5 и 7 диафрагму 49 с заслонкой из двух лепестков 50 и 51, выполненной с возможностью открывания диафрагмы 49 при осевом сжатии наглазника 48 при помощи пружинного элемента 52. Пружинный элемент 52 выполнен, например, в виде Y-образной пружины, концы которой кинематически связаны с лепестками 50 и 51, а основание кинематически связано с оправой окуляра 4.

Работа лазерного прицела-дальномера осуществляется следующим образом. Прибор устанавливают на стрелковом оружии, гранатомете или артиллерийской установке прямого наведения. В примере исполнения на фиг.8 отдельный или съемный блок 18 наблюдения закрепляют перед глазом оператора на каске, шлеме или оголовье (на фиг.8 не показано). В примере исполнения на фиг.9, в случае выполнения монитора 15 в виде отдельного блока наблюдения, прицел-дальномер устанавливают на оружие дистанционного наведения, а монитор 15 в укрытии или другом защищенном месте.

В общем случае после включения электропитания прицела-дальномера в канале 28 индикации дальности включается светодиод «нулевой» дальности на линейке 30 светодиодов (фиг.1, 3, 5-9) или светодиод 39 (фиг.2 и 4), изображение излучающего кристалла которых формируется линзой 29 (фиг.1, 3, 5-7 и 9) или 41 (фиг.4), или сферической (асферической) поверхностью 33 или 35 (фиг.2 и 6, 8), и зеркально отражающей поверхностью 31 в центре сетки 3 (фиг.1-4), или в центре фотокатода электронно-оптического преобразователя 8 (фиг.5 и 6), или в центре второго фотоприемного устройства 14 (фиг.7-9) и выполняет роль прицельной марки. Ход лучей канала 28 индикации дальности показан стрелкой. Видимое глазом излучение от объектов на местности проходит объектив 2, поступает в призму 19 и отражается от участка 24 с дихроичным покрытием вместе с пучком излучения канала 28. В примерах исполнения на фиг.1-4 отраженное участком 24 излучение поступает на оборачивающую систему зрительной трубы 1 на фиг.1-3, призму 5, на фиг.4 линзовую систему 6 и формируется последними в прямое изображение местности на сетке 3. В примере исполнения на фиг.5, применяемом в сумерках или ночное время, отраженное участком 24 излучение формируется в перевернутое изображение местности на фотокатоде электронно-оптического преобразователя 8 визирного устройства 7, усиливается по яркости и в виде прямого изображения формируется на его экране. При переводе убирающихся зеркал 10 и 11 в положение, показанное на фиг.6 пунктирной линией, прицел-дальномер работает как вышеизложенный пример исполнения на фиг.5, а при переводе в исходное положение, показанное сплошной линией, - как вышеизложенный пример исполнения на фиг.4. В примере исполнения на фиг.7-9 отраженное участком 24 излучение формируется в визирном устройстве 7 в перевернутое изображение местности на втором фотоприемном устройстве 14, по сигналу с выхода которого на мониторе 15 формируется прямое изображение местности и прицельной марки. На фиг.8 электрический сигнал с выхода устройства 14 поступает на передатчик 16, где преобразовывается в радиоволны, которые приемник 17 обратно преобразовывает в электрический сигнал, поступающий на вход монитора 15. Модулированный в электронном блоке 46 электрический сигнал поступает в зондирующий канал 25 на вход источника 27 лазерного излучения, оптическая система 26 формирует пучок зондирующего модулированного инфракрасного излучения с малым углом расходимости. Оператор, наблюдая в окуляр 4 или на мониторе 15 (фиг.9) изображение местности и прицельной марки, совмещает последнюю с целью. Предварительно осевым перемещением по стрелке «х» окуляр 4 выставляется по глазу оператора. В примерах исполнения на фиг.5 и 7 при прицеливании оператор прижимается к упругому наглазнику 48, последний сжимается и Y-образная пружина 52 разводит лепестки 50 и 51, диафрагма 49 открывается. Когда оператор отводит лицо от наглазника 48, пружинный элемент 52 сводит лепестки 50 и 51, диафрагма 49 закрывается и излучение от электронно-оптического преобразователя 8 или монитора 15 перекрывается. Отраженное от цели инфракрасное излучение зондирующего канала 25 или дополнительного зондирующего канала 43 проходит объектив 2, призму 19, участок 24 с дихроичным покрытием, оптический клин 21 и линзовой системой 22 формируется на фотоприемном устройстве 23. На фиг.1 ход пучка лучей отраженного инфракрасного излучения показан одинарной стрелкой с кружком. С фотоприемного устройства 23 электрический сигнал поступает в электронный блок 46, где определяется расстояние до цели по времени прохождения инфракрасного излучения от источника 27 или 44 до цели и обратно, до фотоприемного устройства 23, и соответствующий сигнал поступает на индикатор 30 дальности канала 28. В примерах исполнения на фиг.1, 3, 5-9 по сигналу с блока 46 на светодиодной линейке 30 выключается светодиод «нулевой» дальности и включается тот светодиод, который определяет угол прицеливания с учетом измеренного в блоке 46 расстояния до цели. То есть в поле зрения оператора происходит автоматическое смещение изображения прицельной марки в зависимости от расстояния до цели. Оператор совмещает изображение «смещенной» прицельной марки с изображением цели. В примерах исполнения на фиг.3 и 7 оператор, в зависимости от скорости ветра или скорости горизонтального перемещения цели, вводит боковую поправку перемещением светодиодной линейки 39 по стрелке «Z», то есть вводит боковое смещение прицельной марки. В примерах исполнения на фиг.2 и 4 по сигналу с блока 46 на индикаторе 30, выполненном в виде светодиодной матрицы, включаются светодиоды, формирующие число, соответствующее значению измеренного расстояния до цели. Оператор вводит соответствующую дистанции поправку смещением по стрелке «Y» (на фиг.2 и 4 параллельно листу) светодиода 39 и при необходимости боковую поправку прицельной марки смещением светодиода 40 по стрелке «Z» и совмещает изображение прицельной марки с изображением цели.

При выполнении зондирующего канала 25 формирующим на объекте пятно излучения в виде точки или круга, после включения электропитания прицела-дальномера включается светодиод «нулевой» дальности на светодиодной линейке 30 (фиг.1, 3, 5-9), или светодиод 39 и светодиод 47 подсветки сетки 3 (фиг.2 и 4). В этом случае, совместив прицельную марку с целью, оператор включает процесс измерения расстояния до цели в блоке 46 и работает с прицелом-дальномером вышеописанным образом. Ход лучей показан стрелкой с кружком.

При выполнении зондирующего канала 25 формирующим на объекте пятно в виде узкой вертикальной щели, после включения электропитания прицела-дальномера индикатор 30 дальности, светодиод 39 и светодиод 47 подсветки сетки 3 выключены. Оператор сканирует (поворачивает) прицелом-дальномером местность (объект) и при попадании щелевого пятна зондирующего канала 25 на оптическую систему, например оптический прицел, резко возрастает поток инфракрасного излучения, попадающего на фотоприемное устройство 23, по сигналу с которого включается процесс измерения расстояния до цели и включается индикатор 30 дальности и светодиоды 39 и 47, а оператор работает с прицелом-дальномером вышеописанным образом. Ход лучей показан стрелкой с перекладиной.

В примерах исполнения на фиг.6 и 8 используются обе вышеописанные функции прицела-дальномера при поочередном включении зондирующего и дополнительного зондирующего каналов 25 и 43.

Источники информации

1. Лазерный прицел разведки ЛПР-1: Технические условия на лазерный прибор разведки ЛПР Г. 36.48.069ТУ.

2. Патент РФ №2088883, 27.08.97.

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может быть использовано в качестве прибора оптического наведения. Технический результат - создание компактного прицела-дальномера с расширенными по дальности функциональными возможностями. Прицел-дальномер содержит зондирующий канал, включающий оптическую систему и источник лазерного излучения, и совмещенные на оптической оси объектива визирный канал или приемный канал, включающий фотоприемное устройство. Прицел также содержит канал индикации дальности, включающий линзу, индикатор дальности и зеркально отражающую поверхность, установленную под углом 45° к оптическим осям объектива и линзы и пересекающую их. Приведены варианты исполнения прицела-дальномера, визирного канала, зондирующего канала и канала индикации дальности. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Лазерный прицел-дальномер, содержащий зондирующий канал с оптической системой и источником лазерного излучения, совмещенный приемно-визирный канал со светоделителем, зрительной трубой, включающей объектив с внутренней линзой, и фотоприемным устройством, оптически сопряженным с объективом, канал индикации дальности с индикатором дальности, линзой и электронным блоком, выходы которого соединены с входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом фотоприемного устройства, причем оптические оси зондирующего канала и объектива зрительной трубы расположены параллельно, отличающийся тем, что канал индикации дальности снабжен первой отражательной призмой с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива зрительной трубы и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, максимальный размер проекции которой на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива, приемно-визирный канал снабжен призмой БУ-45°, одна из граней которой выполнена с зеркальным покрытием, оптическим клином, склеенным гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системой, последовательно установленными между объективом и фотоприемным устройством, при этом светоделитель выполнен на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45° в виде дихроичного покрытия, зрительная труба выполнена в виде телескопа Кеплера с сеткой и оборачивающей системой, причем призма БУ-45° расположена между объективом и оборачивающей системой зрительной трубы, а индикатор дальности и сетка зрительной трубы установлены в оптически сопряженных плоскостях.2. Прицел-дальномер по п.1, отличающийся тем, что первая отражательная призма приклеена одной из преломляющих граней либо к внутренней поверхности объектива зрительной трубы, либо к грани призмы БУ-45°.3. Прицел-дальномер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен установленной между объективом и призмой БУ-45° прозрачной склеенной из двух частей плоскопараллельной пластиной, склеенные грани которой выполнены под углом к оптической оси объектива, на одной из граней выполнена зеркально отражающая поверхность, при этом противоположный зеркально отражающей поверхности торец пластины выполнен полированным.4. Прицел-дальномер по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что индикатор дальности выполнен в виде светодиодной линейки, установленной с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном направлению размещения светодиодов в линейке.5. Прицел-дальномер по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что канал индикации дальности снабжен светодиодом и полупрозрачным зеркалом, установленным на оптической оси линзы, причем светодиод установлен с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикулярной оптической оси линзы и оптически сопряженной с сеткой зрительной трубы, а индикатор дальности выполнен в виде светодиодной матрицы.6. Прицел-дальномер по п.2, отличающийся тем, что линза канала индикации дальности выполнена в виде сферической или асферической поверхности на первой по ходу лучей преломляющей грани отражательной призмы, приклеенной к призме БУ-45°.7. Прицел-дальномер по п.2, отличающийся тем, что канал индикации дальности снабжен второй отражательной призмой, отражающая грань которой склеена с отражающей гранью первой отражательной призмы, приклеенной к внутренней поверхности объектива, а линза канала индикации выполнена в виде сферической или асферической поверхности на одной или обеих преломляющих гранях второй отражательной призмы.8. Прицел-дальномер по п.7, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным зондирующим каналом с вторым источником лазерного излучения и второй оптической системой, оптическая ось которой установлена под углом к отражающей грани первой отражательной призмы, причем отражающая грань второй отражательной призмы выполнена непрозрачной для лазерного излучения второго источника, а ее проекция на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, выполнена не меньшей по любому размеру проекции на эту же плоскость отражающей поверхности первой отражательной призмы.9. Лазерный прицел-дальномер, содержащий зондирующий канал с оптической системой и источником лазерного излучения, совмещенный приемно-визирный канал со светоделителем, визирным устройством, включающим объектив с внутренней линзой и окуляром, и фотоприемным устройством, оптически сопряженным с объективом, канал индикации дальности с индикатором дальности и линзой и электронным блоком, выходы которого соединены с входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом фотоприемного устройства, причем оптические оси зондирующего канала и объектива визирного устройства расположены параллельно, отличающийся тем, что канал индикации дальности снабжен отражательной призмой с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива визирного устройства и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, максимальный размер проекции которой на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива, приемно-визирный канал снабжен призмой БУ-45°, одна из граней которой выполнена с зеркальным покрытием, оптическим клином, склеенным с гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системой, последовательно установленными между объективом и фотоприемным устройством, визирное устройство снабжено электронно-оптическим преобразователем с оборачиванием изображения, экран которого расположен в предметной плоскости окуляра, светоделитель выполнен на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45° в виде дихроичного покрытия, причем призма БУ-45° расположена между объективом и электронно-оптическим преобразователем визирного устройства, а индикатор дальности и фотокатод электронно-оптического преобразователя установлены в оптически сопряженных плоскостях.10. Прицел-дальномер по п.9, отличающийся тем, что визирное устройство снабжено линзовой оборачивающейся системой, оптическая ось которой расположена параллельно оси электронно-оптического преобразователя, первым и вторым убирающимися плоскими зеркалами, расположенными под углом к оси электронно-оптического преобразователя по разные его стороны, и двумя плоскими зеркалами, расположенными по разные стороны линзовой оборачивающей системы под углом к ее оптической оси, причем одно плоское зеркало параллельно первому убирающемуся зеркалу, другое - параллельно второму убирающемуся зеркалу, а передняя и задняя фокальные плоскости линзовой оборачивающей системы совмещены соответственно с задней фокальной плоскостью объектива и с предметной плоскостью окуляра.11. Прицел-дальномер по п.10, отличающийся тем, что первое и второе убирающиеся зеркала кинематически связаны между собой.12. Лазерный прицел-дальномер, содержащий зондирующий канал с оптической системой и источником лазерного излучения, совмещенный приемно-визирный канал со светоделителем, визирным устройством, включающим объектив с внутренней линзой и окуляр, и первым фотоприемным устройством, оптически сопряженным с объективом, канал индикации дальности с индикатором дальности, линзой и электронным блоком, выходы которого соединены с входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом первого фотоприемного устройства, причем оптические оси зондирующего канала и объектива визирного устройства расположены параллельно, отличающийся тем, что канал индикации дальности снабжен отражательной призмой с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива визирного устройства и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, максимальный размер проекции которой на плоскость, перпендикулярную оптической оси объектива, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива, приемно-визирный канал снабжен призмой БУ-45°, одна из граней которой выполнена с зеркальным покрытием, оптическим клином, склеенным гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системой, последовательно установленными между объективом и первым фотоприемным устройством, визирное устройство снабжено видеоконтрольным устройством со вторым фотоприемным устройством и монитором, экран которого расположен в предметной плоскости окуляра, при этом светоделитель выполнен на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45° в виде дихроичного покрытия, причем призма БУ-45° расположена между объективом и вторым фотоприемным устройством, выход которого соединен с входом монитора, а вход - с выходом электронного блока, а индикатор дальности и второе фотоприемное устройство установлены в оптически сопряженных плоскостях.13. Прицел-дальномер по п.12, отличающийся тем, что монитор видеоконтрольного устройства и окуляр визирного устройства выполнены в виде либо отдельного блока наблюдения, либо съемного блока наблюдения.14. Прицел-дальномер по п.13, отличающийся тем, что видеоконтрольное устройство снабжено системой беспроводной передачи информации с передатчиком и приемником, причем вход передатчика соединен с выходом второго фотоприемного устройства, а выход приемника соединен с входом монитора.15. Лазерный прицел-дальномер, содержащий зондирующий канал с оптической системой и источником лазерного излучения, совмещенный приемно-визирный канал со светоделителем, визирным устройством, включающим объектив, и первым фотоприемным устройством, оптически сопряженным с объективом, канал индикации дальности с индикатором дальности, линзой и электронным блоком, выходы которого соединены с входами источника лазерного излучения и индикатора дальности, а вход - с выходом первого фотоприемного устройства, причем оптические оси зондирующего канала и объектива визирного устройства расположены параллельно, отличающийся тем, что канал индикации дальности снабжен отражательной призмой с металлическим покрытием, зеркально отражающая поверхность которой установлена под углом 45° к оптическим осям объектива визирного устройства и линзы канала индикации дальности и пересекающая их, максимальный размер проекции которой на плоскость перпендикулярную оптической оси объектива, не превышает 1/3 от светового диаметра внутренней линзы объектива, приемно-визирный канал снабжен призмой БУ-45°, одна из граней которой выполнена с зеркальным покрытием, оптическим клином, склеенным гранью с зеркальным покрытием призмы БУ-45°, и линзовой системой, последовательно установленными между объективом и первым фотоприемным устройством, визирное устройство снабжено видеоконтрольным устройством со вторым фотоприемным устройством и монитором, при этом светоделитель выполнен на участке грани с зеркальным покрытием призмы БУ-45° в виде дихроичного покрытия, а призма БУ-45° расположена между объективом и вторым фотоприемным устройством, выход которого соединен с входом монитора, а вход - с выходом электронного блока, а индикатор дальности и второе фотоприемное устройство установлены в оптически сопряженных плоскостях.16. Прицел-дальномер по п.15, отличающийся тем, что монитор видеоконтрольного устройства выполнен в виде отдельного блока наблюдения.17. Прицел-дальномер по п.16, отличающийся тем, что видеоконтрольное устройство снабжено системой беспроводной передачи информации с передатчиком и приемником, причем вход передатчика соединен с выходом второго фотоприемного устройства, а выход приемника соединен с входом монитора.