ВИЗИР-ДАЛЬНОМЕР Российский патент 2012 года по МПК G01C3/08 G02B23/10 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам наблюдения с измерением дальности до объекта.

Известно оптическое устройство для ночного/дневного наблюдения и прицеливания (патент RU №2187138 от 27.07.2000 г.), которое содержит головной объектив, общий для дневного и ночного каналов наблюдения с матричными фотоприемными устройствами, и лазерный дальномер с передающим и приемным каналами. Приемный канал дальномера содержит приемный объектив, призменный блок со спектроделительным покрытием, согласующий объектив и фотоприемник, при этом призменный блок со спектроделительным покрытием расположен на оси головного объектива, который выполняет роль приемного объектива.

Недостаток известного устройства в отсутствии контроля параллельности оптических осей каналов наблюдения и лазерного дальномера. Вероятность рассогласования визирного и дальномерного каналов в процессе эксплуатации дальномера довольно высока, а это ведет к промаху цели при замере дальности, поскольку угловое поле приемного канала составляет обычно единицы угловых минут.

В лазерном дальномере (патент RU №2307322 от 09.08.2005 г.), содержащем передающий канал и визирно-приемный канал, введено устройство выверки параллельности оптических осей. Устройство выверки содержит тест-объект с подсветкой, спектроделитель, расположенный под углом к оптической оси приемного канала дальномера, и световозвращатель, установленный перед объективом с возможностью введения в зону его входного зрачка. Для оперативного согласования визирного и приемного каналов устройство выверки может быть снабжено компенсатором.

Недостаток этого устройства состоит в возможности углового смещения спектроделителя, что ведет к смещению изображения тест-объекта (причем на двойной угол), а это ведет к погрешности контроля параллельности оптических осей дальномерного и визирного каналов. Кроме того, механическое перемещение при выверке световозвращателя в зону объектива визирно-приемного канала усложняет конструкцию и уменьшает световой поток, поступающий в устройство наблюдения.

Цели настоящего изобретения стоят в повышении точности контроля параллельности оптических осей приемного канала дальномера и визирного канала и упрощении конструкции визира-дальномера (ВД). Поставленные цели достигаются жестким размещением элементов выверки параллельности оптических осей визирного канала и приемного канала лазерного дальномера на одном оптическом элементе - спектроделительной призме.

Предлагаемый ВД содержит лазерный дальномер с передающим и приемным каналами, визирный канал, входной объектив, общий для приемного канала дальномера и визирного канала, спектроделитель, разделяющий лазерный и визирный световые потоки, и опорную марку с подсветкой.

Спектроделитель выполнен в виде спектроделительной призмы, на одной грани которой нанесена полевая диафрагма приемного канала дальномера и опорная марка, на другой грани приклеено сферическое зеркало, причем радиус сферического зеркала выполнен из условия переноса изображения опорной марки в фокальную плоскость входного объектива, а положение сферического зеркала на грани призмы обеспечивает оптическое сопряжение опорной марки с полевой диафрагмой дальномера.

Жесткое размещение элементов устройства выверки на спектроделительной призме обеспечивает нерасстраиваемость и стабильность, в том числе температурную, взаимного положения полевой диафрагмы приемного канала ЛД, материализующей оптическую ось дальномера, и оптической марки, задающей оптическую ось визирного канала.

Визир-дальномер может быть выполнен в нескольких вариантах в зависимости от того, какое устройство - приемный канал дальномера или визирный канал - работает в прямых лучах, а какое в отраженных. В зависимости от этого меняется и размещение элементов устройства выверки на спектроделительной призме. При этом следует учитывать, что при работе визирного канала в отраженных лучах изображение окружающего пространства будет зеркальным.

Размещение элементов выверки на спектроделительной призме (за исключением источника света, размещение которого не влияет на положение визирных осей) и отсутствие подвижных частей упрощает конструкцию ВД, а его работу делает более точной и надежной.

На фиг.1 схематично изображен вариант 1-й ВД, на фиг.2 изображен ход лучей в призме для 1-го варианта ВД, на фиг.3 представлен 2-й вариант ВД, на фиг.4 показан ход лучей в призме для 2-го варианта ВД.

Визир-дальномер (фиг.1 и фиг.3) содержит входной объектив 1, общий для лазерного дальномера и визирного канала, излучатель 2 дальномера, фотоприемное устройство (ФПУ) 3 дальномера с проекционным объективом 4, спектроделитель 5, визирный канал 6.

Спектроделитель 5 (фиг.2) выполнен в виде спектроделительной призмы 7 со спектроразделяющей поверхностью 8. На одной грани призмы нанесены диафрагма 9 приемного канала дальномера и опорная марка 10, на другой грани призмы приклеено сферическое зеркало 11. Опорная марка 10 подсвечивается источником света 12. Положение сферического зеркала и его радиус обеспечивают оптическое сопряжение диафрагмы 9 и опорной марки 10. Прямоугольная призма 13 необязательный элемент и устанавливается по конструктивным требованиям при невозможности обеспечения прямой подсветки марки.

Визир-дальномер работает следующим образом. При наблюдении через визирный канал цель совмещают с прицельной маркой и осуществляют замер дальности до цели лазерным дальномером.

При необходимости проведения контроля параллельности оптических осей приемного канала дальномера и визирного канала проводят выверку. Для этого включают источник света 12, подсвечивающий опорную марку 10, и контролируют положение прицельной марки относительно изображения опорной марки. Если прицельная марка не совпадает с изображением опорной марки, то положение прицельной марки корректируют, совмещая ее с изображением опорной марки.

Оперативный контроль параллельности оптических осей дальномерного и визирного каналов позволяет устранить погрешность наведения на цель и уменьшить вероятность пропуска цели при замере дальности. Расположение элементов выверки на спектроделителе и отсутствие механических перемещений элементов конструкции при проведении выверки упрощают конструкцию визира-дальномера и повышают надежность его работы.

Визир-дальномер содержит дальномер с приемным каналом, визирный канал, входной объектив, общий для приемного канала дальномера и визирного канала, спектроделитель, разделяющий лазерный и визирный световые потоки, и опорную марку с подсветкой. Спектроделитель выполнен в виде спектроделительной призмы, на одной грани которой нанесена полевая диафрагма приемного канала дальномера и опорная марка, а на другой грани приклеено сферическое зеркало. Радиус сферического зеркала и его положение на призме выполнены из условия оптического сопряжения полевой диафрагмы и опорной марки. Технический результат - повышение точности контроля параллельности оптических осей приемного канала дальномера и визирного канала и упрощение конструкции визира-дальномера. 4 ил.

Визир-дальномер, содержащий дальномер с приемным каналом, визирный канал, входной объектив, общий для приемного канала дальномера и визирного канала, спектроделитель, разделяющий лазерный и визирный световые потоки, и опорную марку с подсветкой, отличающийся тем, что спектроделитель выполнен в виде спектроделительной призмы, на одной грани которой нанесена полевая диафрагма приемного канала дальномера и опорная марка, а на другой грани приклеено сферическое зеркало, причем радиус сферического зеркала и его положение на призме выполнены из условия оптического сопряжения полевой диафрагмы и опорной марки.