ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ ПРИЦЕЛ С ЛАЗЕРНЫМ ДАЛЬНОМЕРОМ

Полезная модель относится к оптическому и оптико-электронному приборостроению и, конкретно, к тепловизионным прицелам с лазерным дальномером.
Известны прицел-дальномер для стрелкового оружия (патент РФ №92946) и лазерный прицел-дальномер (патент РФ №2348889), а также тепловизионный прицел (патент РФ №125732).
Техническим решением по патенту РФ №92946) является прицел-дальномер для стрелкового оружия.
Этот прибор включает излучающий канал, содержащий оптически связанные лазерный излучатель и передающую оптическую систему, и визирно-приемный канал, содержащий оптически связанные объектив, спектроделительную призму, оборачивающую систему, сетку с дальномерным знаком и окуляр, а также оптически связанное с объективом посредством спектроделительной призмы фотоприемное устройство, прицельный знак, устройство цифровой индикации дальности в поле зрения окуляра и измеритель временных интервалов, прицельную сетку, на которой размещен прицельный знак, выполненный в виде прозрачных линий на непрозрачном фоне сетки, подсвеченную первым светодиодом, канал проецирования изображения прицельного знака в фокальную плоскость окуляра, содержащий второй объектив и зеркало, оптически связанные с прицельной сеткой, и посредством спектроделительной призмы - с окуляром, механизм поворота зеркала, содержащий шаговый линейный электродвигатель, вал которого механически связан с рычагом, закрепленным на оси поворота зеркала, связанный с выходом устройства управления электродвигателем, датчик обратной связи, содержащий оптически связанные второй светодиод, щелевую диафрагму, закрепленную на рычаге, и линейку фотоприемников, выходом связанную с входом устройства управления электродвигателем, баллистический вычислитель с введенными в его программу баллистическими данными различных типов оружия, оснащенный устройством выбора типа оружия, и датчик температуры, при этом первый вход баллистического вычислителя связан с выходом измерителя временных интервалов, второй вход - с выходом датчика температуры, а первый и второй выходы - соответственно с входом устройства цифровой индикации дальности и входом устройства управления электродвигателем. Недостатком такого технического решения являются невозможность функционирования в неблагоприятных для наблюдения условиях - в условиях полной темноты, задымления, тумана, а также сложная механическая система управления автоматическим вводом поправок прицельной марки в зависимости от дальности до объекта, что приводит к увеличению массогабаритных характеристик прибора и снижению его надежности.
Наиболее близким техническим решением является прибор по патентной заявке США (Patent Application Publication № US 2012/0327247 A1). Предлагаемый прибор содержит тепловизор, центральный процессор, устройство для цифровой записи ауди/видео информации и модуль беспроводной сети для передачи данных и приема команд извне. Прибор комплектуется дальномером, системой автоматического управления яркостью дисплея, системой управления и экономии электропитания, детектором близости глаза к дисплею, датчиками влажности, коллиматорным прицелом. Недостатком данного технического решения является неоптимальное применение единого центрального процессора для одновременной обработки разнородной информации: формирования тепловизионного сигнала, управления дисплеем, формирования прицельной марки, выполнение баллистических вычислений, управление электропитанием при одновременной перегруженности прибора и центрального процессора, в том числе, второстепенными функциями, не связанными с задачей наблюдения и прицеливания, что в свою очередь приводит к увеличению массы прибора и энергопотребления, снижению его надежности и быстродействия.
Технической задачей является создание простого и надежного тепловизионного прицела с лазерным дальномером, обеспечивающим возможность функционирования в неблагоприятных для наблюдения условиях, автоматический ввод поправок прицельной марки в зависимости от измеренной дальности до объекта и снижение массогабаритных характеристик прибора.
Для решения этой задачи предлагается тепловизионный прицел с лазерным дальномером, содержащий тепловизионный приемный канал, состоящий из объектива тепловизионного канала, матрицы чувствительных к инфракрасному излучению приемных элементов, блока электронной обработки сигналов матрицы приемных элементов, блок формирования сигнала прицельной марки, блок управления дисплеем отображения информации и окуляр с удаленным зрачком, лазерный дальномер, содержащий излучательный канал, приемный канал, блок определения дальности и формирования выходного сигнала дальномера, а также блок управления прицельной маркой, датчики температуры, давления воздуха. Электропитание прибора осуществляется от встроенного или выносного автономного источника питания.
Сущность полезной модели состоит в том, тепловизионный прицел, содержащий тепловизионный приемный канал, состоящий из объектива тепловизионного канала, матрицы чувствительных к инфракрасному излучению приемных элементов, блока электронной обработки сигналов матрицы приемных элементов, дисплей отображения информации, окуляр с удаленным зрачком, лазерный дальномер, содержащий излучательный канал, приемный канал, блок определения дальности и формирования выходного сигнала дальномера, снабжен блоком формирования сигнала прицельной марки, блоком управления прицельной маркой, датчиками температуры и давления воздуха, причем выход блока формирования сигнала прицельной марки и выход блока определения дальности и формирования выходного сигнала дальномера соединены со входом блока управления дисплеем. Блок управления прицельной маркой создает сигнал управления прицельной маркой в соответствии с внесенными в его память данных баллистики и полученных данных о дальности объекта в виде выходного сигнала дальномера. Сигнал блока управления прицельной маркой поступает в блок формирования прицельной марки и изменяет ее положение на дисплее в зависимости от данных баллистики и данных о дальности до объекта. Данные баллистики корректируются в зависимости от показаний датчика температуры и датчика давления.
На фиг. 1 представлена схема тепловизионного прицела, содержащего тепловизионный приемный канал (1), состоящий из объектива тепловизионного канала (2), матрицы чувствительных к инфракрасному излучению приемных элементов (3), блока электронной обработки сигналов матрицы приемных элементов (4), блока формирования сигнала прицельной марки (5), блока управления дисплеем (6), дисплея отображения информации (7) и окуляра с удаленным зрачком (8), лазерный дальномер (9), содержащий излучательный канал (10), приемный канал (11), блок определения дальности и формирования выходного сигнала дальномера (12), а также блок управления прицельной маркой (13), датчики температуры (14), давления (15) воздуха.
Прибор работает следующим образом:
В режиме наблюдения и прицеливания инфракрасное излучение от объекта через объектив тепловизионного канала направляется на матрицу чувствительных к инфракрасному излучению приемных элементов. Блок электронной обработки сигналов матрицы приемных элементов формирует выходной электрический сигнал, поступающий в блок управления дисплеем. Туда же поступает сигнал с блока формирования прицельной марки. На дисплее отображается тепловизионная картина и прицельная марка, наблюдаемые в окуляр с удаленным зрачком.
В режиме измерения дальности до объекта излучательный канал дальномера направляет на объект импульсы излучения дальномера, приемный канал принимает отраженные от объекта импульсы и передает сигнал в блок определения дальности и формирования выходного сигнала дальномера. Выходной сигнал дальномера направляется в блок управления дисплеем для обеспечения отображения на дисплее данных измерения дальности.
В режиме прицеливания с автоматическим управлением положения прицельной марки сигнал с блока определения дальности и формирования выходного сигнала дальномера поступает в блок управления прицельной маркой, выходной сигнал с которого направляется в блок формирования прицельной марки, изменяя положение прицельной марки на дисплее прибора в зависимости от результата измерения дальности до объекта и заложенной в память блока управления прицельной маркой баллистики. Для корректировки баллистики в зависимости от температуры и давления воздуха введены датчик температуры и датчик давления воздуха, сигнал с которых поступает в блок управления прицельной маркой. Распределение потоков информации и наличие специализированных блоков ее обработки позволяют оптимизировать процессы обработки информации, повысить быстродействие прибора и обеспечивает создание тепловизионного прицела с лазерным дальномером с минимальными массогабаритными характеристиками, обеспечивая при этом автоматический ввод поправок в зависимости от дальности объекта и необходимое быстродействие.
С использованием предлагаемого технического решения может быть создан тепловизионный прицел с лазерным дальномером со следующими характеристиками:
Увеличение, крат
3
Фокусное расстояние объектива, мм
80
Тип матрицы чувствительных к инфракрасному излучению приемных элементов
Болометрическая матрица формата 384×288 пикселей
Угловое поле зрения, град.
6,8×5,1
Частота обновления кадров, Гц.
25
Минимально обнаруживаемая разность температур (при 20°C), °C, не более
0,08
Удаление выходного зрачка, мм
50
Дальность действия дальномера, м
2000
Точность измерения дальности, м
+/-5
Габаритные размеры, не более мм
310×94×118
Масса, не более, г
1400