Прибор для дневного и ночного наблюдения и прицеливания

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРИБОР ДЛЯ ДНЕВНОГО И НОЧНОГО НАБЛЮДЕНИЯ И ПРИЦЕЛИВАНИЯ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Литвяков Сергей Борисович Калинин Анатолий Николаевич Нифонтов Валерий Михайлович Прудникова Татьяна Петровна(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) 1. Прибор для дневного и ночного наблюдения и прицеливания, имеющий визирный канал, состоящий из оптически связанных объектива, устройства формирования прицельной марки, оптического модуля и окуляра, передающий канал дальномера, состоящий из оптически связанных излучателя, формирующей системы и системы выверки, приемный канал дальномера, состоящий из оптически связанных объектива визирного канала, системы разделения каналов, согласующей оптической системы и ФПУ, ночной канал и систему индикации, оптически связанную с окуляром, при этом оптический модуль визирного канала содержит канал узкого поля зрения и канал широкого поля зрения, каждый из которых выполнен в виде линзовой оборачивающей системы и установлен с возможностью поочередного ввода в оптический тракт визирного канала, причем все каналы параллельны между собой, отличающийся тем, что ночной канал выполнен в виде встроенного 22732005.12.30 блока тепловизионной камеры или встроенного блока низкоуровневой телевизионной камеры и электрически связан как минимум с одним визуализирующим устройством, устройство формирования прицельной марки выполнено в виде одной оптической сетки, неподвижно расположенной в фокальной плоскости объектива визирного канала, система разделения каналов выполнена в виде неподвижной спектроделительной призмы, расположенной между объективом визирного канала и устройством формирования прицельной марки, в оптический тракт приемного канала дальномера введена система ослабления излучения, расположенная перед ФПУ, дополнительно содержит систему синхронного отклонения оптических осей, состоящую из двух линзовых афокальных систем, одна из которых расположена перед общим выходным зрачком визирного канала и приемного канала дальномера, а вторая - перед выходным зрачком передающего канала дальномера,каждая линзовая афокальная система состоит из оптически связанных положительного и отрицательного компонентов одинаковой оптической силы, причем положительный компонент одной афокальной системы жестко связан с положительным компонентом другой афокальной системы, отрицательный компонент одной афокальной системы жестко связан с отрицательным компонентом другой афокальной системы, при этом одна из жестко связанных пар компонентов установлена с возможностью перемещения в направлении перпендикулярно оптической оси. 2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что система ослабления излучения выполнена в виде сменных фильтров разной плотности. 3. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что система ослабления излучения выполнена в виде подвижной заслонки, установленной с возможностью вывода из хода лучей. Полезная модель относится к оптико-механическим приборам, в частности к приборам для наблюдения и точного визирования на удаленные объекты и измерения до них дальности, и может быть использована в оптических прицелах бронетанковой техники. Известен прибор для дневного и ночного наблюдения 1, включающий визирный канал, состоящий из дневного объектива, ночного объектива, усилителя изображения, дневной оборачивающей системы и окуляра. Однако этот прибор имеет недостаточные функциональные возможности. Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому техническому решению является прибор для дневного и ночного наблюдения 2, имеющий визирный канал,состоящий из оптически связанных объектива, устройства формирования прицельной марки, оптического модуля, содержащего дневной канал и ночной канал, и окуляра, передающий канал дальномера, состоящий из излучателя, формирующей системы и системы выверки, приемный канал дальномера, состоящий из оптически связанных объектива визирного канала, системы разделения каналов, согласующей оптической системы и ФПУ, и систему индикации, оптически связанную с окуляром. При этом дневной канал включает канал узкого поля зрения и канал широкого поля зрения, каждый из которых выполнен в виде линзовой оборачивающей системы, ночной канал выполнен в виде усилителя изображения, причем все три канала расположены в поворотной турели, имеющей три фиксированные положения в оптическом тракте визирного канала, объектив визирного канала является общим для дневных и ночного каналов, устройство формирования прицельной марки содержит три сетки, каждая из которых расположена в предметной плоскости соответствующего канала оптического модуля, система разделения каналов выполнена в виде 2 22732005.12.30 подвижного зеркала, установленного с возможностью ввода в оптический тракт визирного канала между объективом и оптическим модулем. Недостатком этого прибора является то, что наличие отдельной сетки в каждом из каналов налагает высокие требования по точности расположения каждой сетки в поворотной турели относительно оси поворота турели и по точности установки турели в фиксированные положения. При этом в каждом фиксированном положении соответствующая сетка должна находиться в одинаковом положении относительно оптической оси как вдоль оси (параллакс), так и поперек оптической оси (изменение направления линии визирования). Необходимость жестких допусков на положение сеток накладывает в прототипе повышенные требования к точности изготовления деталей и сборки узлов, точности юстировки положения сеток, а также к четкости и надежности работы механизма фиксации. При этом положение визирной оси прибора в каждом положении турели будет различным в пределах допуска на положение сеток, что приводит к снижению точности визирования. Также недостатком является выполнение системы разделения каналов в виде подвижного зеркала, при повторных включениях зеркала возможно изменение параллельности передающего и приемного каналов. Причиной может быть неточность работы механизма фиксации зеркала или его износ. Кроме того, при измерении дальности подвижное зеркало кратковременно перекрывает поле зрения визирных каналов. Необходимость точного позиционирования зеркала накладывает жесткие требования на детали и сборки механизма включения зеркала. В приборе отсутствует возможность оперативного плавного синхронного изменения направления оптических осей визирного и дальномерного каналов, что не позволяет легко и точно согласовывать линию прицеливания и линию выстрела при монтаже прибора на боевой машине. В приборе отсутствует возможность оперативной замены ночного канала. Вышеперечисленные недостатки снижают технологичность изготовления и применения прибора,снижают надежность работы прибора. Прибор не обеспечивает возможность дублирования командиром функций наводчика. Задачей полезной модели является повышение технологичности изготовления и применения прибора, повышение надежности работы и функциональных возможностей прибора, повышение точности визирования. Сущность полезной модели заключается в том, что прибор для дневного и ночного наблюдения и прицеливания, имеющий визирный канал, состоящий из оптически связанных объектива, устройства формирования прицельной марки, оптического модуля и окуляра, передающий канал дальномера, состоящий из оптически связанных излучателя,формирующей системы и системы выверки, приемный канал дальномера, состоящий из оптически связанных объектива визирного канала, системы разделения каналов, согласующей оптической системы и ФПУ, ночной канал и систему индикации, оптически связанную с окуляром, при этом оптический модуль визирного канала содержит канал узкого поля зрения и канал широкого поля зрения, каждый из которых выполнен в виде линзовой оборачивающей системы и установлен с возможностью поочередного ввода в оптический тракт визирного канала, причем все каналы параллельны между собой, отличается от прототипа тем, что ночной канал выполнен в виде встроенного блока тепловизионной камеры или встроенного блока низкоуровневой телевизионной камеры и электрически связан как минимум с одним визуализирующим устройством, устройство формирования прицельной марки выполнено в виде одной оптической сетки, неподвижно расположенной в фокальной плоскости объектива визирного канала, система разделения каналов выполнена в виде неподвижной спектроделительной призмы, расположенной между объективом визирного канала и устройством формирования прицельной марки, в оптический тракт приемного канала дальномера введена система ослабления излучения, расположенная перед ФПУ,3 22732005.12.30 дополнительно содержит систему синхронного отклонения оптических осей, состоящую из двух линзовых афокальных систем, одна из которых расположена перед общим выходным зрачком визирного канала и приемного канала дальномера, а вторая - перед выходным зрачком передающего канала дальномера, каждая линзовая афокальная система состоит из оптически связанных положительного и отрицательного компонентов одинаковой оптической силы, причем положительный компонент одной афокальной системы жестко связан с положительным компонентом другой афокальной системы, отрицательный компонент одной афокальной системы жестко связан с отрицательным компонентом другой афокальной системы, при этом одна из жестко связанных пар компонентов установлена с возможностью перемещения в направлении перпендикулярно оптической оси. Система ослабления излучения может быть выполнена в виде сменных фильтров разной плотности. Возможен вариант исполнения системы ослабления излучения в виде подвижной заслонки, установленной с возможностью вывода из хода лучей. Выполнение ночного канала в виде встроенного блока тепловизионной камеры или встроенного блока низкоуровневой телевизионной камеры повышает технологичность изготовления и ремонтопригодность изделия, электрическая связь с визуализирующими устройствами позволяет разместить их в нужных местах и в необходимом количестве, например, у наводчика и у командира, что расширяет функциональные возможности прибора, обеспечивая возможность выполнения командиром функций наводчика. Выполнение устройства формирования прицельной марки в виде одной оптической сетки, неподвижно расположенной в фокальной плоскости объектива визирного канала,обеспечивает отсутствие ошибок точного визирования при переключении каналов. Благодаря тому, что оптическая сетка неподвижна, при переключении каналов исключается изменение взаимного положения сетки и объектива, что обеспечивает абсолютную параллельность визирных осей дневных каналов широкого и узкого полей зрения. Выполнение системы разделения каналов в виде неподвижной спектроделительной призмы обеспечивает постоянную параллельность передающего и приемного каналов дальномера, при этом не требуется сложного и точно отъюстированного механизма включения зеркала, электроники, обеспечивающей его своевременную работу, точных механических деталей. Кроме того, спектроделительная призма обеспечивает одновременную работу дальномерного и визирных каналов, без перекрытия поля зрения визирного канала при измерении дальности. Введение в оптический тракт приемного канала дальномера системы ослабления излучения повышает надежность прибора, позволяя реализовать режим работы дальномерного канала, когда ФПУ защищено от поражения излучением как посторонним, так и случайным собственным импульсом. Например, система ослабления излучения может быть выполнена в виде сменных фильтров разной плотности, что позволяет ступенчато ослаблять принимаемый ФПУ сигнал до величины срабатывания ФПУ. Возможен вариант исполнения, при котором вместо сменных фильтров устанавливается подвижная заслонка,открывающая ФПУ на время измерения дальности, предохраняя его от поражения посторонним излучением. Введение перед визирным каналом и передающим каналом дальномера системы синхронного отклонения оптических осей позволяет легко и точно совместить одновременно оси визирного и дальномерного каналов, например, с осью ствола оружия при монтаже на боевой машине, что повышает точность настройки и технологичность монтажа прибора на боевой машине. На чертеже представлена структурная оптическая схема предлагаемого прибора. Прибор для дневного и ночного наблюдения и прицеливания имеет визирный канал,состоящий из оптически связанных объектива 1, системы разделения каналов, выполненной в виде неподвижной спектроделительной призмы 2, устройства формирования при 4 22732005.12.30 цельной марки, выполненного в виде одной оптической сетки 3, неподвижно расположенной в фокальной плоскости объектива 1, оптического модуля 4 и окуляра 5, с которым оптически связана система индикации 6, передающий канал дальномера, состоящий из оптически связанных излучателя 7, формирующей системы 8 и системы выверки 9,приемный канал дальномера, состоящий из оптически связанных объектива 1, неподвижной спектроделительной призмы 2, общих с визирным каналом, согласующей оптической системы 10, системы ослабления излучения 11 и ФПУ 12, ночной канал 13, выполненный в виде встроенного блока тепловизионной камеры или встроенного блока низкоуровневой телевизионной камеры и электрически связанный как минимум с одним визуализирующим устройством 14, систему синхронного отклонения оптических осей 15. В данной реализации прибора используются два визуализирующих устройства. Система синхронного отклонения оптических осей 15 состоит из двух линзовых афокальных систем, одна из которых расположена перед общим выходным зрачком визирного канала и приемного канала дальномера, а вторая - перед выходным зрачком передающего канала дальномера, каждая линзовая афокальная система состоит из оптически связанных положительного и отрицательного компонентов одинаковой оптической силы, причем положительный компонент одной афокальной системы жестко связан с положительным компонентом другой афокальной системы, отрицательный компонент одной афокальной системы жестко связан с отрицательным компонентом другой афокальной системы, при этом одна из жестко связанных пар компонентов установлена с возможностью перемещения в направлении перпендикулярно оптической оси. Оптический модуль 4 имеет дневной канал узкого поля зрения и дневной канал широкого поля зрения, каждый из которых выполнен в виде линзовой оборачивающей системы и установлен с возможностью поочередного ввода в оптический тракт визирного канала. Оба канала расположены в поворотной турели, имеющей соответствующие фиксированные положения в оптическом тракте визирного канала. При введенном в оптический тракт дневном канале широкого поля зрения визирный канал имеет поле зрения 14,5 градусов и увеличение 3,3 х. При введенном в оптический тракт дневном канале узкого поля зрения визирный канал имеет увеличение 10 х и поле зрения 5 градусов. Объектив 1 визирного канала имеет фокусное расстояние 125,7 мм, окуляр 5 имеет фокусное расстояние 30,4 мм. Система индикации 6 содержит две четырехзначные панели индикаторов, на которых могут отображаться цифры, показывающие измеренную встроенным дальномером дальность до цели и буквы, кодирующие необходимую служебную информацию. Например,могут быть использованы панели типа -1414, выпускаемые фирмой. Между панелями расположены два светодиода разного цвета, зажигание которых также сообщает определенную служебную информацию. С помощью вспомогательной оптической системы изображение панелей и светодиодов выводится на край поля зрения окуляра 5 и фокусируется так, что наблюдается одновременно с изображением местности и цели. В качестве излучателя 7 может использоваться твердотельный лазер на неодимовом стекле, работающий в импульсном режиме и генерирующий излучение с длиной волны 1,06 мкм. Также в качестве излучателя 7 может использоваться лазер с длиной волны 1,54 мкм. Формирующая система 8 представляет собой телескопическую систему, например систему Галилея, и может иметь увеличение 5 х или 7 х, при этом во столько же раз уменьшится расходимость излучения. Система выверки 9 предназначена для обеспечения параллельности оси излучения и линии визирования и представляет собой, например, две пары оптических клиньев. Каждая пара клиньев имеет механический привод, обеспечивающий синхронное вращение клиньев в противоположные стороны, при этом проходящий луч отклоняется на разные 5 22732005.12.30 углы в одной плоскости. Плоскость отклонения лучей для одной пары клиньев перпендикулярна плоскости отклонения лучей для другой пары клиньев, а линия пересечения плоскостей совпадает с падающим лучом. Согласующая оптическая система 10 предназначена для направления и фокусировки излучения на ФПУ 12 и может быть выполнена в виде оптически связанных фокусирующего объектива и отклоняющей призмы. Система ослабления излучения 11 может быть выполнена в виде сменных фильтров,имеющих разную плотность, или в виде заслонки, установленной с возможностью вывода из хода лучей. Наиболее полную защиту обеспечивает система ослабления излучения в виде сменных фильтров разной плотности. Вначале перед ФПУ расположен наиболее плотный фильтр, обеспечивающий защиту от прямого излучения. В этом случае при первом измерении ФПУ может не зарегистрировать отраженный сигнал и автоматически устанавливается менее плотный фильтр и происходит следующий пуск излучения. Достаточно трех ступеней ослабления. Такая система обеспечивает защиту от чужого прямого излучения и от собственного случайного пуска излучения, возможного, например, при юстировке прибора. Более простым вариантом является выполнение системы ослабления излучения в виде подвижной заслонки. При этом обеспечивается защита от прямого чужого излучения, а в момент собственного измерения заслонка отходит. В качестве фотоприемного устройства 12 может быть использовано ФПУ-22-01 ЖГДК.432235.047 ТУ. Ночной канал 13 может быть выполнен в виде встроенного блока тепловизионной камеры, в качестве которой может быть использована тепловизионная камерапроизводства фирмы .состав тепловизионной камеры входит электронная система формирования прицельной сетки. Ночной канал 13 может быть выполнен также в виде встроенного блока низкоуровневой телевизионной камеры. Низкоуровневая телевизионная камера состоит из панкратического объектива, оптически связанного с высокочувствительной ПЗС матрицей, сопряженной с электронно-оптическим преобразователем, а также содержит электронную систему формирования прицельной сетки, электрически связанную с ПЗС матрицей и визуализирующим устройством и обеспечивающую формирование и регулировку положения прицельной сетки на экране визуализирующего устройства. Панкратический объектив обеспечивает два поля зрения - широкое и узкое. Возможен вариант реализации, когда для каждого поля зрения используется отдельный объектив, имеющий оптимальные оптические характеристики, при этом матрица может быть общей или отдельной для каждого объектива. В качестве визуализирующих устройств 14 могут быть использованы телевизионные видеосмотровые устройства типа ВСУ-12, ГМИЛ.467811.002 ТУ, изготавливаемые ПО Горизонт. Прибор работает следующим образом. При работе с визирным каналом электромагнитное излучение видимого диапазона,отраженное от наблюдаемого объекта, попадает в объектив 1. Объектив 1 фокусирует его на сетке 3, при этом видимое излучение проходит через неподвижную спектроделительную призму 2. Линзовая оборачивающая система, установленная в оптическом модуле 4,переносит изображение объекта вместе с изображением сетки в фокальную плоскость окуляра 5. В одном фиксированном положении поворотной турели в ход лучей введена линзовая оборачивающая система, которая обеспечивает дневной канал широкого поля зрения. В другом фиксированном положении поворотной турели в ход лучей введена линзовая оборачивающая система, которая обеспечивает канал узкого поля зрения. Оператор наблюдает местность в окуляр 5. Канал широкого поля зрения обеспечивает поиск и обнаружение объектов БТТ на дальностях до 4-5 км при большом поле обзора. Обнаруженный 6 22732005.12.30 объект оператор совмещает с прицельной маркой, нанесенной на оптической сетке 3, затем переключает оптический модуль 4 в положение, когда введена линзовая оборачивающая система узкого поля зрения, обеспечивающая увеличение, достаточное для распознавания и идентификации цели. При таком увеличении повышается точность визирования и прицеливания. Прицельная марка может иметь вид перекрестия. Для измерения дальности оператор совмещает изображение объекта с прицельной маркой сетки 3 и включает излучатель 7, который генерирует инфракрасное излучение с длиной волны 1,06 мкм или 1,54 мкм. Излучение проходит через формирующую систему 8, которая уменьшает расходимость, что обеспечивает лучшие условия освещения объекта, до которого измеряется дальность, систему выверки 9 и попадает на объект. Часть отраженного объектом излучения попадает в объектив 1 и спектроделительной призмой 2 направляется в согласующую оптическую систему 10, проходит через устройство ослабления излучения 11 и фокусируется на фотоприемном устройстве ФПУ 12. Информация об измеренной дальности и другая необходимая служебная информация с помощью системы индикации 6 вводится в поле зрения окуляра 5. При работе ночью оптическая система встроенного блока ночного канала 13 фокусирует изображение объекта на приемнике изображения, полученное изображение отображается на визуализирующем устройстве 14. Встроенный блок ночного канала может быть выполнен тепловизионным, в этом случае изображение строится за счет собственного теплового излучения объекта. При этом работать с прибором может каждый, перед которым установлено визуализирующее устройство. Одно визуализирующее устройство 14 размещается перед наводчиком, а другое - перед командиром боевой машины. Например, оператор наблюдает местность или осуществляет прицеливание, а командир по своему визуализирующему устройству контролирует работу наводчика и, при необходимости, может дать ему указание или взять на себя управление прицеливанием. Работа с тепловизионной камерой возможна также и днем, поэтому командир может по визуализирующему устройству осуществлять наблюдение местности в диапазоне длин волн собственного теплового излучения объектов, при этом наводчик наблюдает ту же местность в видимом диапазоне через окуляр дневного визирного канала. Возможность одновременного наблюдения в разных диапазонах длин волн повышает обнаружительные возможности прибора. Например, техника, укрытая маскировочной сеткой, будет мало заметна в визирный канал, но для тепловизионной камеры маскировочная сетка не является помехой, особенно если техника замаскирована вскоре после марша или работал двигатель, или производились стрельбы, т.е. существует тепловой контраст с окружающей средой. Тепловизионная камера - имеет два режима работы с разным увеличением плюс двукратное электронное увеличение. Это позволяет рационально осуществлять режимы обнаружения,распознавания и прицеливания. При использовании встроенного блока низкоуровневой телевизионной камеры изображение строится за счет инфракрасного излучения с длиной волны 0,8-1,0 мкм, отраженного объектом. В остальном работа с ним не отличается от работы с тепловизионной камерой. При сборке и юстировке прибора обеспечивается параллельность визирных осей всех каналов. Параллельность дневных визирных каналов между собой обеспечивается конструктивно, так как у них общий объектив и прицельная сетка. Параллельность дневных визирных каналов и передающего канала дальномера обеспечивается с помощью системы выверки 9 при юстировке прибора. Параллельность дневных визирных каналов и приемного канала дальномера обеспечивается при юстировке прибора регулировкой положения ФПУ 12. Параллельность дневных визирных каналов и ночного канала обеспечивается регулировкой положения всего встроенного блока ночного канала, а также смещением собственной электронной прицельной сетки ночного канала. 7 22732005.12.30 При монтаже прибора на боевой машине необходимо согласовать оси каналов прибора, например, с осью ствола оружия. Для визирного и дальномерного каналов эта задача легко и точно выполняется с помощью системы синхронного отклонения оптических осей 15. Система синхронного отклонения 15, например, может состоять из двух линзовых афокальных систем, установленных над выходными зрачками соответствующих оптических каналов. Каждая афокальная система состоит из положительного и отрицательного компонентов одинаковой оптической силы. Положительные компоненты каждой афокальной системы закреплены неподвижно в одном механическом узле, а отрицательные закреплены неподвижно в другом механическом узле, при этом один механический узел может смещаться относительно другого в направлении перпендикулярно оптической оси,обеспечивая отклонение выходящих из системы оптических осей. При сборке системы синхронного отклонения оптических осей визирного и дальномерного каналов добиваются, чтобы выходящие оптические лучи были параллельны входящим, тогда при смещении лучи будут синхронно отклоняться на одинаковую величину. Для встроенного блока ночного канала согласование осей обеспечивается с помощью собственной системы отклонения линии визирования. При попадании на светочувствительную площадку ФПУ слишком сильного излучения возможно выгорание площадки. Это возможно при облучении прямым лазерным излучением с целью вывода прибора из строя или при измерении дальности до световозвращающих или зеркальных, или очень близко расположенных предметов. Для защиты прибора перед ФПУ размещают систему ослабления излучения. При монтаже прибора на боевой машине с помощью другого прибора направляют ось ствола оружия на удаленный объект. С помощью системы синхронного отклонения 14 направляют на этот же объект линию визирования, при этом одновременно туда же будет направлена ось приемного канала дальномера. Вторая афокальная система, установленная перед выходным зрачком передающего канала дальномера, обеспечит одновременно согласование оси излучения с линией визирования. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

МПК / Метки

МПК: G02B 23/00, F41G 3/06

Метки: наблюдения, прибор, дневного, прицеливания, ночного

Код ссылки

<a href="https://bypatents.com/8-u2273-pribor-dlya-dnevnogo-i-nochnogo-nablyudeniya-i-pricelivaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Прибор для дневного и ночного наблюдения и прицеливания</a>

Похожие патенты