УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЦЕЛИВАНИЯ С ЛАЗЕРНЫМ ДАЛЬНОМЕРОМ

Полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения, более конкретно - к устройствам для прицеливания со встроенным импульсным лазерным дальномером.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для прицеливания со встроенным лазерным дальномером [1], содержащее параллельные друг другу лазерный канал излучения, включающий лазерный излучатель и передающую оптическую систему, визирно-приемный канал, включающий объектив, оптически связанный посредством спектроделителя с устройством для наблюдения объектов и прицельной марки и с фотоприемным устройством, а также ослабитель лазерного излучения и световод, при этом лазерный излучатель оптически связан с фотоприемным устройством посредством последовательно расположенных и оптически связанных ослабителя лазерного излучения и световода.
Основными недостатками известного устройства являются невысокие надежность и точность измерения дальности до цели, обусловленные отсутствием системы регулирования уровня энергии стартового импульса, что не позволяет добиться оптимального согласования уровня энергии стартового импульса и чувствительности фотоприемного устройства, что во многих случаях приводит к получению ошибочных результатов измерений.
Задачей настоящей полезной модели является повышение точности и надежности измерений дальности до цели с помощью встроенного лазерного дальномера путем обеспечения возможности оптимального согласования уровня энергии стартового импульса и чувствительности фотоприемного устройства.
Для решения указанной задачи в устройстве для прицеливания с лазерным дальномером, содержащем параллельные друг другу лазерный канал излучения, включающий оптически связанные лазерный излучатель и передающую оптическую систему, визирно-приемный канал, включающий объектив, оптически связанный посредством спектроделителя с устройством для наблюдения объектов и прицельной марки и с фотоприемным устройством, а также ослабитель лазерного излучения и световод, при этом лазерный излучатель оптически связан с фотоприемным устройством посредством последовательно расположенных и оптически связанных ослабителя лазерного излучения и световода, ослабитель лазерного излучения выполнен в виде последовательно расположенных первого и второго рассеивателей, между которыми установлена диафрагма.
Диафрагма может иметь отверстие переменного размера, а также может быть установлена с возможностью перемещения вдоль оси ослабителя лазерного излучения и с возможностью фиксации в выбранном положении. Первый рассеиватель может быть выполнен в виде отрицательной линзы, а второй рассеиватель может быть выполнен в виде оптической пластины со шлифованными рабочими поверхностями, выполненной из материала, частично поглощающего лазерное излучение.
Выполнение ослабителя лазерного излучения в виде последовательно расположенных первого и второго рассеивателей, между которыми установлена диафрагма обеспечивает не только надежное формирование первичного стартового импульса в электронной системе определения дальности лазерного дальномера, но и позволяет добиться оптимального уровня энергии стартового импульса, при котором фотоприемное устройство надежно воспринимает стартовый импульс во всем диапазоне измеряемых дистанций. Это исключает появление условий формирования стартового импульса малой или слишком большой интенсивности, приводящих к получению неправильных результатов измерений и обеспечивает повышение надежности и точности измерений.
10
12
Данный эффект достигается тем, что мощный лазерный импульс сначала сильно ослабляется (в 10-10 раз) благодаря соответствующему выбору первого и второго рассеивателей, а затем плавно регулируется по уровню путем изменения диаметра диафрагмы ослабителя лазерного излучения, а также ее положения между рассеивателями, что позволяет добиться оптимального нормированного уровня энергии стартового импульса, необходимого для правильной и надежной работы электронного тракта фотоприемного устройства лазерного дальномера.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, на фиг.2 и фиг.3 представлены варианты выполнения ослабителя лазерного излучения устройства.
Устройство для прицеливания с лазерным дальномером (см. фиг.1) содержит параллельные друг другу лазерный канал излучения, включающий оптически связанные лазерный излучатель 1 и передающую оптическую систему 2, визирно-приемный канал, включающий объектив 3, оптически связанный посредством спектроделителя 4 с устройством 5 для наблюдения объектов и прицельной марки и с фотоприемным устройством 6, а также световод 7 и ослабитель 8 лазерного излучения. При этом лазерный излучатель 1 оптически связан с фотоприемным устройством 6 посредством оптической пластины 9, расположенной под углом к оси лазерного излучателя 1, ослабителя 8 лазерного излучения и световода 7. Оптическая пластина 9 имеет малый коэффициент отражения лазерного излучения и в данном варианте устройства введена для согласования лазерного излучения с ослабителем 8, что не является единственным техническим решением. Также, возможно размещение ослабителя 8 лазерного излучения непосредственно за глухим зеркалом резонатора лазера, которое имеет коэффициент пропускания лазерного излучения около 1%. В этом случае не требуется введение оптической пластины 9. Ослабитель 8 лазерного излучения выполнен в виде последовательно расположенных первого 10 и второго 11 рассеивателей, между которыми установлена диафрагма 12.
Устройство 5 для наблюдения объектов и прицельной марки может быть выполнено в виде сетки с окуляром или в виде фотоприемного устройства, содержащего матрицу фотоприемников с устройством управления и формирования телевизионного видеосигнала, подключенного к монитору [2]. Диафрагма 12 может иметь отверстие переменного размера, например, путем ее выполнения в виде подвижных лепестков, или может выбираться из набора диафрагм с различными диаметрами отверстия. Для обеспечения плавного изменения уровня энергии лазерного излучения на выходе световода 7 диафрагма 12 может быть установлена с возможностью перемещения вдоль оси ослабителя 8 лазерного излучения и с возможностью фиксации в выбранном положении. Рассеиватели 10 и 11 могут быть выполнены в виде оптических плоскопараллельных пластин с одной или двумя матовыми рабочими поверхностями (см. фиг.2), что обеспечивает значительное ослабление лазерного излучения, прошедшего через всю систему ослабителя 8, преимущественно за счет рассеяния. Первый рассеиватель 10 также может быть также выполнен в виде отрицательной линзы, как показано на фиг.3. При необходимости очень большого ослабления энергии второй рассеиватель 11 может быть также выполнен в виде оптической пластины со шлифованными рабочими поверхностями, выполненной из материала, частично поглощающего лазерное излучение, например из стекла НС-10, причем ослабление лазерного излучения может составлять до 1000 и более раз.
Работает устройство следующим образом.
При измерении дальности до цели с помощью устройства для прицеливания его разворотами совмещают цель с прицельной маркой устройства 5 для наблюдения объектов и прицельной марки и осуществляют пуск лазерного излучения. Импульс лазерного излучения выходит из лазерного излучателя 1 и проходит оптическую пластину 9. Незначительная часть этого излучения (менее 1%) отражается от ее поверхностей, проходит ослабитель 8 лазерного излучения и попадает в оптический световод 7,
после прохождения которого попадает на чувствительную площадку фотоприемного устройства 6, в электронной системе которого при этом формируется первый, стартовый, импульс и начинает работать электронный измеритель временных интервалов. Основная часть излучения лазерного излучателя 1, прошедшая оптическую пластину 9, проходит далее передающую оптическую систему 2 и направляется к выбранной оператором цели. Часть излучения, отраженного от цели возвращается к дальномеру, проходит объектив 3, отражается от спектроделительной пластины 4 и попадает на чувствительную площадку фотоприемного устройства 6. В этот момент в электронной системе фотоприемного устройства 6 формируется второй, рабочий, импульс. Электронный измеритель временных интервалов определяет время, прошедшее между стартовым и рабочим импульсами, по которому рассчитывает дистанцию до выбранной оператором цели.
Для согласования уровня энергии, доходящего до фотоприемного устройства 6, с его чувствительностью в процессе настройки устройства на заводе-изготовителе изменяют параметры ослабителя 8 лазерного излучения. Для грубого изменения уровня энергии лазерного излучения подбирают соответствующие коэффициенты пропускания первого 10 и второго 11 рассеивателей. Для плавного изменения уровня энергии лазерного излучения изменяют размер отверстия диафрагмы 12 или перемещают диафрагму 12 вдоль оси ослабителя 8.
Таким образом, новое устройство для прицеливания со встроенным лазерным дальномером обеспечивает повышение надежности и точности измерения дальности до цели, так как формирует гарантированный, нормированный по уровню энергии стартовый импульс.
Источники информации
1. Патент РБ №1377, G01С 3/08 - прототип.
2. Патент РБ №6418, G01В 11/26