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 с лазерным дальномером [1], содержащее 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 световод, при этом лазерный излучатель оптически связан с фотоприемным устройством посредством световода.
Основным недостатком известного устройства является низкий уровень энергии на фотоприемном устройстве, которого во многих случаях недостаточно для регистрации импульса стартового сигнала, что приводит к невозможности проведения измерений.
Задачей настоящей полезной модели является повышение точности и надежности измерений дальности до цели с помощью лазерного дальномера путем регулировки уровня энергии на фотоприемном устройстве, обеспечивающей возможность 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 световод, при этом лазерный излучатель оптически связан с фотоприемным устройством посредством световода, световод оптически связан с фотоприемным устройством посредством согласующей оптической системы.
Согласующая оптическая система может быть выполнена в виде одиночной линзы, а также может быть установлена с возможностью перемещения перпендикулярно собственной оси и с возможностью фиксации в выбранном положении. Наконечник световода, обращенный в сторону согласующей оптической системы, может быть установлен с возможностью перемещения вдоль оси согласующей оптической системы и с возможностью фиксации в выбранном положении.
Оптическая связь световода с фотоприемным устройством посредством согласующей оптической системы обеспечивает надежное формирование первичного стартового импульса в электронной системе определения дальности лазерного дальномера, а также 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 слишком малой интенсивности, которой недостаточно для регистрации стартового импульса, что приводит к невозможности проведения измерений, или слишком большой интенсивности, приводящей к получению неправильных результатов измерений или повреждению фотоприемного устройства, обеспечивает повышение точности и надежности измерений.
Данный эффект достигается тем, что плотность энергии лазерного импульса в плоскости фотоприемного устройства регулируется благодаря соответствующему выбору параметров согласующей оптической системы, а также путем перемещения согласующей оптической системы перпендикулярно собственной оси, позволяющего совместить центр пучка лазерного излучения с фотоприемным устройством, затем энергия лазерного импульса в плоскости фотоприемного устройства плавно регулируется путем перемещения наконечника световода, обращенного в сторону согласующей оптической системы, вдоль оси согласующей оптической системы, что позволяет добиться оптимального нормированного уровня энергии стартового импульса, необходимого для правильной и надежной работы электронного тракта фотоприемного устройства лазерного дальномера.
На чертеже изображена принципиальная схема устройства.
Устройство для прицеливания с лазерным дальномером содержит параллельные друг другу лазерный канал излучения, включающий оптически связанные лазерный излучатель 1 и передающую 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, световод 7 и согласующую оптическую систему 8. При этом лазерный излучатель 1 оптически связан с фотоприемным устройством 6 посредством оптической пластины 9, расположенной под углом к оси лазерного излучателя 1, световода 7 и согласующей оптической системы 8. Оптическая пластина 9 имеет малый коэффициент отражения лазерного излучения и в данном варианте устройства введена для согласования лазерного излучения с наконечником световода 7, что не является единственным техническим решением. Также возможно размещение наконечника световода 7 непосредственно за глухим зеркалом резонатора лазера, которое имеет коэффициент пропускания лазерного излучения около 1%. В этом случае не требуется введение оптической пластины 9.
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].
Согласующая оптическая система 8 может быть установлена с возможностью перемещения перпендикулярно собственной оси и с возможностью фиксации в выбранном положении. Наконечник световода 7, обращенный в сторону согласующей оптической системы 8, может быть установлен с возможностью перемещения вдоль оси согласующей оптической системы Вис возможностью фиксации в выбранном положении. Согласующая оптическая система 8 может быть выполнена в виде одиночной линзы - собирающей или рассеивающей, в зависимости от необходимости увеличить или уменьшить уровень энергии импульса лазерного излучения на чувствительной площадке фотоприемного устройства.
Устройство работает 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 сквозь оптическую пластину 9. Незначительная часть этого излучения (менее 1%) отражается от ее поверхностей, проходит по оптический световод 8 и согласующую оптическую систему 8, после чего 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 схеме 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 согласующей оптической системы 8. Для грубого регулирования уровня энергии лазерного излучения выбирают конструкцию и фокусное расстояние согласующей оптической системы 8. Для плавного изменения уровня энергии лазерного излучения на заводе-изготовителе перемещают согласующую оптическую систему 8 перпендикулярно собственной оси и перемещают наконечник световода 7, обращенный в сторону согласующей оптической системы 8, вдоль оси согласующей оптической системы 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 №3222, МПК G02В 23/00 - прототип.
2. Патент РБ №6418, МПК G01В 11/26.