Прицельный комплекс круглосуточного и всепогодного действия Российский патент 2020 года по МПК F41G1/36 

Предлагаемое изобретение относится к технике оптико-электронных приборов, в частности, к приборам наблюдения и прицеливания, всепогодного и круглосуточного действия.

Известен лазерный целеуказатель (ЛЦ), монтируемый на легком стрелковом оружии (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с, с. 320-321, рис. 4.5.2-4.5.7). ЛЦ состоит из объектива формирования излучения, сфокусированного на лазерный полупроводниковый излучатель (ЛПИ), подключенный к блоку накачки. ЛПИ работает на длине волны 0,53 мкм или 0,63 мкм (в красной или в зеленой области спектра соответственно). ЛЦ установлен на легком стрелковом оружии так, чтобы его ось была направлена в ту же сторону, что и ось оружия, так что пятно подсвета ЛЦ совпадало с попаданием пули. Для стрельбы с использованием ЛЦ не нужно прицеливаться традиционным способом - достаточно придать оружию положение, при котором пятно подсвета от ЛЦ совпадает с целью - и можно открывать огонь. Это позволяет вести прицельный огонь из любого положения оружия, в том числе при стрельбе с ходу и при десантировании. Недостатком устройства является невозможность его работы ночью и при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и др.).

Известен принятый за прототип универсальный ночной прицельный комплекс «Альфа-1962» (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М: Новости, 2009, 840 с., с. 321, рис. 4.5.13). Комплекс состоит из блока целеуказания - инфракрасного (ИК) ЛЦ и блока наблюдения - ночного монокуляра (НМ). ИК ЛЦ состоит из объектива формирования излучения, сфокусированного на ЛПИ, подключенный к блоку накачки и излучающий на длине волны 0,85 мкм. Блок целеуказания монтируется на легком стрелковом оружии. Блок наблюдения состоит из последовательно установленных на оптической оси объектива, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) и окуляра. Недостатком комплекса является его невозможность работать днем и при пониженной прозрачности атмосферы.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является обеспечение круглосуточной и всепогодной работы.

Указанный технический результат достигается тем, что прицельный комплекс, содержащий блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, ЭОП и окуляра, а также блок целеуказания, состоящий из объектива формирования излучения, сфокусированного на ЛПИ, подключенный к блоку накачки, в блок наблюдения дополнительно введены последовательно установленные на оптической оси инфракрасный объектив, тепловизионный модуль, первый линзовый компонент оптики переноса, плоское зеркало, второй линзовый компонент оптики переноса, куб-призма с дихроичной гипотенузной гранью, установленная между экраном ЭОП и окуляром, при этом окуляр сфокусирован через куб-призму на экран ЭОП и на плоскость изображения второго линзового компонента оптики переноса, причем тепловизионный модуль содержит последовательно электрически сопряженные друг с другом матрицу микроболометров, электронный блок обработки и преобразования сигналов и OLED дисплей, а блок целеуказания дополнительно содержит установленное между объективом формирования излучения и ЛПИ дихроичное зеркало, оптически сопряженное с дополнительно введенным вторым ЛПИ, а также дополнительно содержит второй объектив формирования излучения, сфокусированный на дополнительно введенный третий ЛПИ, причем входы всех трех ЛПИ электрически соединены через дополнительно введенный трехпозиционный переключатель с выходом блока накачки.

Благодаря этому возможна работа комплекса днем при нормальной прозрачности атмосферы за счет подсвета цели излучением блока целеуказания на длине волны 0,53 мкм или 0,63 мкм при неработающем блоке наблюдения, ночью при нормальной прозрачности атмосферы при подсвете излучением блоком целеуказателем блока на длине волны 0,85 мкм при работающем ЭОП блока наблюдения, а также круглосуточно при пониженной прозрачности атмосферы за счет подсвета цели излучением блока целеуказания на длине волны 10,3 мкм при работе тепловизионного модуля блока наблюдения.

Сущность изобретения поясняется чертежом фиг. 1, на котором изображена схема комплекса. Устройство содержит блок наблюдения 1. Он состоит из последовательно установленных на оптической оси объектива 2, ЭОП 3, куб-призмы 4 с дихроичной диагональной гранью и окуляра 5. В состав блока наблюдения 1 входят также последовательно установленные на оптической оси инфракрасный (ИК) объектив 6, тепловизионный модуль 7, содержащий последовательно электрически сопряженные матрицу микроболометров 8, электронный блок преобразования и обработки сигналов 9, OLED дисплей 10, первый линзовый компонент 11 оптики переноса, плоское зеркало 12, второй линзовый компонент 13 оптики переноса. При этом окуляр 5 через куб-призму 4 сфокусирован на экран ЭОП 3 и на плоскость изображения второго линзового компонента 13 оптики переноса. Блок целеуказания 14 содержит первый объектив формирования излучения 15, оптически сопряженный через дихроичное зеркало 16 с первым ЛПИ 17. Дихроичное зеркало 16 оптически сопряжено также со вторым ЛПИ 18. В состав блока целеуказания 14 входит также второй объектив формирования излучения 19, сфокусированный на третий ЛПИ 20. Входы всех трех ЛПИ 17, 18 и 20 электрически сопряжены через трехпозиционный переключатель 21 с блоком накачки 22.

Первый ЛПИ 17 излучает на длине волны 0,53 мкм или 0,63 мкм. Второй ЛПИ 18 излучает на длине волны 0,85 мкм. Третий ЛПИ 20 излучает на длине волны 10,3 мкм. Дихроичное зеркало 16 пропускает излучение на длинах волн 0,53 мкм и 0,63 мкм и отражает излучение на длине волны 0,85 мкм. Фотокатод ЭОП 3 обладает чувствительностью в области спектра 0,4 - 0,9 мкм, а матрица микроболометров 8 - в области спектра 8-12 мкм. Экран ЭОП 3 излучает в области спектра 0,53 - 0,56 мкм, а экран OLED дисплея 10 - в области спектра 0,38 - 0,78 мкм. Соответственно дихроичное покрытие диагональной грани куб-призмы 4 пропускает излучение в области спектра 0,53 - 0,56 мкм и отражает излучение в остальной части видимой области спектра 0,38 - 0,78 мкм.

Прицельный комплекс работает следующим образом. При работе днем в условиях нормальной прозрачности атмосферы блок наблюдения 1 отключен. При этом трехпозиционный переключатель 21 замыкает контакт входа первого ЛПИ 17. Блок накачки 22 запускает ЛПИ 17. Он генерирует излучение на длине волны 0,53 мкм или 0,63 мкм. Это излучение проходит через дихроичное зеркало 16 и коллимируется первым объективом формирования излучения 15, создавая точечное пятно подсвета. Оператор, наблюдая пятно невооруженным глазом, придает такое положение оружию, на котором установлен блок целеуказания 14, чтобы точечное пятно подсвета оказалось на цели - и можно открывать огонь.

При работе ночью в условиях нормальной прозрачности атмосферы и достаточно высоком (нормированном) уровне естественной ночной освещенности (ЕНО) включается ЭОП 3 блока наблюдения 1. При этом трехпозиционный переключатель 21 замыкает контакт входа второго ЛПИ 18. Это излучение отражается от дихроичного зеркала 16 и коллимируется первым объективом формирования излучения 15, создавая точечное пятно подсвета. Объектив 2 создает изображение цели и окружающего ее фона, а также пятна подсвета на фотокатоде ЭОП 3. Он преобразует излучение в видимое и усиливает его по яркости. При этом излучение с экрана ЭОП 3 проходит через куб-призму 4, а оператор наблюдает изображение с экрана ЭОП 3 через окуляр 5. Оператор, наблюдая изображение точечного пятна подсвета и цели, придает такое положение оружию, на котором установлен блок целеуказания 14, чтобы точечное пятно подсвета оказалось на цели - и можно открывать огонь.

При работе днем и ночью при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и др.), а также при пониженном уровне ЕНО (ниже нормируемого вплоть до полной темноты) ЭОП 3 выключается, а включается тепловизионный модуль 7 блока наблюдения 1. При этом трехпозиционный переключатель 21 замыкает контакт входа третьего ЛПИ 20 (квантово-каскадного лазера). Он генерирует излучение на длине волны 10,3 мкм. Второй объектив формирования излучения 19 коллимирует это излучение, создавая точечное пятно подсвета. ИК объектив 6 создает тепловое изображение цели, окружающего ее фона, а также пятна подсвета на матрице микроболометров 8 теплвизионного модуля 7. Матрица 8 преобразует тепловое излучение в электрический сигнал. Он преобразуется, усиливается и обрабатывается в электронном блоке преобразования и обработки сигналов 9. Сигнал с выхода блока 9 передается в OLED дисплей 10, на экране которого создается видимое изображение. Оно с помощью первого линзового компонента оптики переноса 11, плоского зеркала 12 и второго линзового компонента оптики переноса 13 передается в куб-призму 4, отражается от ее гипотенузной грани и передается в окуляр 5. Через него оператор наблюдает изображение с экрана OLED дисплея 10. Оператор, наблюдая изображение точечного пятна подсвета и цели, придает такое положение оружию, на котором установлен блок целеуказания 14, чтобы точечное пятно подсвета оказалось на цели - и можно открывать огонь.

ИК излучение в области спектра 8-12 мкм хорошо проходит сквозь дымку, туман, дождь, снегопад и дым. Благодаря этому можно вести наблюдение при пониженной прозрачности атмосферы. Кроме того, ИК излучение не зависит от уровня ЕНО, поэтому может быть использовано для наблюдения днем и ночью вплоть до полной темноты. Однако тепловизионный модуль 7 создает изображение с более низким качеством, чем при наблюдении с экрана ЭОП 3 и тем более невооруженным глазом. Поэтому при нормальных условиях днем лучше работать невооруженным глазом, а ночью - через ЭОПЗ.

В настоящее время выполнена разработка принципиальной схемы устройства прицельного комплекса и осуществлено ее макетирование.

Таким образом, за счет дополнительного введения в блок наблюдения последовательно установленных на оптической оси инфракрасного объектива, тепловизионного модуля, первого линзового компонента оптики переноса, плоского зеркала, второго линзового компонента оптики переноса, куб-призмы с дихроичной гипотенузной гранью, установленной между экраном ЭОП и окуляром, при этом окуляр сфокусирован через куб-призму на экран ЭОП и на плоскость изображения второго линзового компонента оптики переноса, причем тепловизионный модуль содержит последовательно электрически сопряженные друг с другом матрицу микроболометров, электронный блок обработки и преобразования сигналов и OLED дисплей, а в блок целеуказания дополнительно введен второй объектив формирования излучения, сфокусированный на дополнительно введенный третий ЛПИ, причем входы всех трех ЛПИ электрически соединены через дополнительно введенный трехпозиционный переключатель с выходом блока накачки, обеспечивается круглосуточная и всепогодная работа прицельного комплекса.

Предложенное изобретение относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения и прицеливания. Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является обеспечение круглосуточной и всепогодной работы. Указанный технический результат достигается за счет того, что прицельный комплекс содержит блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, электронно-оптического преобразователя и окуляра, а также блок целеуказания, состоящий из объектива формирования излучения, сфокусированного на лазерный полупроводниковый излучатель, подключенный к блоку накачки. При этом в блок наблюдения дополнительно введены последовательно установленные на оптической оси инфракрасный объектив, тепловизионный модуль, первый линзовый компонент оптики переноса, плоское зеркало, второй линзовый компонент оптики переноса, куб-призма с дихроичной гипотенузной гранью, установленная между экраном электронно-оптического преобразователя и окуляром, при этом окуляр сфокусирован через куб-призму на экран электронно-оптического преобразователя и на плоскость изображения второго линзового компонента оптики переноса, причем тепловизионный модуль содержит последовательно электрически сопряженные друг с другом матрицу микроболометров, электронный блок обработки и преобразования сигналов и OLED дисплей, а блок целеуказания дополнительно содержит установленное между объективом формирования излучения и лазерным полупроводниковым излучателем дихроичное зеркало, оптически сопряженное с дополнительно введенным вторым лазерным полупроводниковым излучателем, а также дополнительно содержит второй объектив формирования излучения, сфокусированный на дополнительно введенный третий лазерный полупроводниковый излучатель, причем входы всех трех лазерных полупроводниковых излучателей электрически соединены через дополнительно введенный трехпозиционный переключатель с выходом блока накачки. 1 ил.

Прицельный комплекс, содержащий блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, электронно-оптического преобразователя и окуляра, а также блок целеуказания, состоящий из объектива формирования излучения, сфокусированного на лазерный полупроводниковый излучатель, подключенный к блоку накачки, отличающийся тем, что в блок наблюдения дополнительно введены последовательно установленные на оптической оси инфракрасный объектив, тепловизионный модуль, первый линзовый компонент оптики переноса, плоское зеркало, второй линзовый компонент оптики переноса, куб-призма с дихроичной гипотенузной гранью, установленная между экраном электронно-оптического преобразователя и окуляром, при этом окуляр сфокусирован через куб-призму на экран электронно-оптического преобразователя и на плоскость изображения второго линзового компонента оптики переноса, причем тепловизионный модуль содержит последовательно электрически сопряженные друг с другом матрицу микроболометров, электронный блок обработки и преобразования сигналов и OLED дисплей, а блок целеуказания дополнительно содержит установленное между объективом формирования излучения и лазерным полупроводниковым излучателем дихроичное зеркало, оптически сопряженное с дополнительно введенным вторым лазерным полупроводниковым излучателем, а также дополнительно содержит второй объектив формирования излучения, сфокусированный на дополнительно введенный третий лазерный полупроводниковый излучатель, причем входы всех трех лазерных полупроводниковых излучателей электрически соединены через дополнительно введенный трехпозиционный переключатель с выходом блока накачки.