RU2515418C1 - Laser monocular range-finder - Google Patents
Laser monocular range-finder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515418C1 RU2515418C1 RU2012138507/28A RU2012138507A RU2515418C1 RU 2515418 C1 RU2515418 C1 RU 2515418C1 RU 2012138507/28 A RU2012138507/28 A RU 2012138507/28A RU 2012138507 A RU2012138507 A RU 2012138507A RU 2515418 C1 RU2515418 C1 RU 2515418C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- component
- lens
- prism
- laser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в качестве устройства для измерения дальности до объектов, наблюдаемых с увеличением в окуляр прибора.The invention relates to the field of optoelectronic instrumentation and can be used as a device for measuring the distance to objects observed with an increase in the eyepiece of the device.
Известны различные устройства лазерного монокулярного дальномера, например [1 - патент RU 2368856, 2009], [2 - Патент RU 2313116, 2007], [3 - патент RU 2348889, 2009], [4 - патент RU 92946, 2010]. В устройстве любого из аналогов можно выделить несколько каналов, а именно визирный, излучающий, приемный, индикаторный, а также программируемые и электронные модули и различные датчики. С целью уменьшения габаритных размеров и массы прибора некоторые из каналов выполняют частично совмещенными.Various laser monocular rangefinder devices are known, for example [1 - patent RU 2368856, 2009], [2 - patent RU 2313116, 2007], [3 - patent RU 2348889, 2009], [4 - patent RU 92946, 2010]. In the device of any of the analogs, several channels can be distinguished, namely, the target, emitting, receiving, indicator, as well as programmable and electronic modules and various sensors. In order to reduce the overall dimensions and weight of the device, some of the channels are partially combined.
Недостатком лазерного дальномера [1] является большие габаритные размеры и масса.The disadvantage of the laser rangefinder [1] is the large overall dimensions and weight.
Недостатком комбинированного прицела с лазерным дальномером [2] является большие габаритные размеры и масса, предполагающие использование прибора на объектах бронетанковой техники, не позволяющие использовать его в качестве ручного прибора.The disadvantage of a combined sight with a laser rangefinder [2] is the large overall dimensions and weight, which suggest the use of the device on objects of armored vehicles, not allowing it to be used as a hand-held device.
Недостатком лазерного прицел-дальномера [3] является то, что в нем излучающий канал, содержащий лазерный излучатель и оптическую формирующую систему, при использовании малогабаритного полупроводникового лазерного излучателя, имеющего большой угол расходимости, для формирования на объекте пятна малого размера должен иметь длиннофокусную оптическую формирующую систему с большим относительным отверстием, а это требует большого диаметра оптики формирующей системы, что ведет к увеличению габаритных размеров и массы прибора, либо при использовании малых диаметров линз формирующей системы - к увеличению погрешности определения дальности и снижению величины наибольшей дальности измерения.The disadvantage of a laser rangefinder [3] is that it has a radiating channel containing a laser emitter and an optical forming system, when using a small-sized semiconductor laser emitter with a large divergence angle, it must have a long-focus optical forming system to form a small spot. with a large relative aperture, and this requires a large diameter of the optics of the forming system, which leads to an increase in the overall dimensions and mass of the device, or when using the use of small diameters of the lenses of the forming system - to increase the error in determining the range and reduce the magnitude of the longest measurement range.
Недостатком прицела-дальномера для стрелкового оружия [4] является малое увеличение визирного канала и малое угловое поле: видимое увеличение 4 крата, угловое поле 4° (информация приведена на официальном сайте патентообладателя - прицел «РЫСЬ ЛД»). Прибор имеет габаритные размеры 330×92×66 мм, массу 1,08 кг, работает на длине волны 0,905 мкм).The disadvantage of a rangefinder sight for small arms [4] is a small increase in the sighting channel and a small angular field: a visible increase of 4 krata, an angular field of 4 ° (information is available on the patentee’s official website - “RYS LD” sight). The device has overall dimensions of 330 × 92 × 66 mm, weight 1.08 kg, operates at a wavelength of 0.905 microns).
В качестве наиболее близкого по технической сути аналога принят лазерный монокулярный дальномер [5 - патент RU 105748, 2011 г.].As the closest in technical essence analogue adopted laser monocular range finder [5 - patent RU 105748, 2011].
Лазерный монокулярный дальномер содержит визирный канал, включающий оптически связанные, расположенные по ходу лучей от объектов, объектив, призменную оборачивающую систему визирного канала, сетку и окуляр; излучающий канал, содержащий лазер и формирующую оптическую систему; приемный канал, содержащий оптически связанные, расположенные по ходу лучей от объектов, объектив приемного канала, входной зрачок которого совпадает с входным зрачком объектива визирного канала, призменную систему приемного канала, включающую часть призменной оборачивающей системы визирного канала и прямоугольную призму, и фотоприемное устройство; измеритель временных интервалов, вход которого связан с выходом фотоприемного устройства, баллистический вычислитель, датчики температуры, давления, угла места цели, модули спутниковой навигации в системе СНС ГЛОНАСС и в системе NAVSTAR GPS, внешний дисплей, при этом первый вход баллистического вычислителя связан с выходом измерителя временных интервалов, второй и третий - с выходами датчиков температуры и давления, четвертый вход баллистического вычислителя связан с выходом датчика угла места цели, пятый и шестой входы баллистического вычислителя связаны с выходами модулей спутниковой навигации, выход баллистического вычислителя связан с входом внешнего дисплея. Видимое увеличение визирного канала равно 6 крат, угловое поле визирного канала в пространстве предметов составляет 6,5°, диаметр выходного зрачка 4 мм, удаление выходного зрачка 20 мм. Габаритные размеры прототипа 170×135×65 мм, масса 1,4 кг.The monocular laser range finder contains a sighting channel, including optically coupled, located along the rays from the objects, a lens, a prism wrapping system of the sighting channel, a grid and an eyepiece; a radiating channel containing a laser and forming an optical system; a receiving channel comprising optically coupled, located along the rays from the objects, a receiving channel lens, the entrance pupil of which coincides with the entrance pupil of the target channel lens, a receiving channel prism system including a part of the target channel prism reversing system and a rectangular prism, and a photodetector; a time interval meter, the input of which is connected to the output of the photodetector, a ballistic computer, temperature, pressure, and elevation sensors, satellite navigation modules in the GLONASS SNA system and in the NAVSTAR GPS system, an external display, while the first input of the ballistic computer is connected to the output of the meter time intervals, the second and third - with the outputs of the temperature and pressure sensors, the fourth input of the ballistic computer is connected with the output of the target elevation sensor, the fifth and sixth inputs of the ballistic subtraction a splitter connected to the outputs of the satellite navigation modules, the output of the ballistic computer is connected to the input of an external display. The visible increase in the sighting channel is 6 times, the angular field of the sighting channel in the space of objects is 6.5 °, the diameter of the exit pupil is 4 mm, the removal of the exit pupil is 20 mm. Overall dimensions of the prototype 170 × 135 × 65 mm, weight 1.4 kg.
Недостатком наиболее близкого аналога является малое увеличение визирного канала, ограничивающего возможность визуального наблюдения объектов на большой дальности, большие габаритные размеры и масса, необходимость прерывать наблюдение за пространством объектов при снятии значения дальности, снижающие скорость измерения и эксплуатационные показатели ручного прибора.The disadvantage of the closest analogue is the small increase in the sighting channel, limiting the possibility of visual observation of objects at long range, large overall dimensions and mass, the need to interrupt monitoring of the space of objects when taking a range value, reducing the measurement speed and operational performance of the hand-held device.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является создание технологичного малогабаритного лазерного монокулярного дальномера с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.The task to be solved by the claimed device is aimed at creating a technologically advanced small-sized laser monocular range finder with high technical and operational characteristics.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении видимого увеличения визирного канала, уменьшении габаритных размеров и массы устройства, а также в повышении удобства и скорости измерений, расширении функциональных возможностей.The technical result achieved in solving this problem is to increase the visible increase in the sighting channel, reduce the overall dimensions and weight of the device, as well as to increase the convenience and speed of measurements, expanding the functionality.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве лазерного монокулярного дальномера объектив визирного канала выполнен двухкомпонентным, при этом первый компонент объектива визирного канала расположен по ходу лучей от объектов перед призменной оборачивающей системой визирного канала, второй компонент объектива визирного канала расположен между призменной оборачивающей системой визирного канала и сеткой, призменная оборачивающая система визирного канала выполнена в виде первой и второй призм БР-180, расположенных гипотенузными гранями друг к другу и повернутых относительно друг друга на 90 градусов (Порро 1 рода). Формирующая оптическая система излучающего канала содержит расположенные по ходу лучей от лазера линзовый компонент излучающего канала, призменную систему излучающего канала и первый компонент объектива визирного канала, при этом призменная система излучающего канала состоит из дополнительно введенной прямоугольной призмы, наклеенной на первую катетную грань второй призмы БР-180 и образующей с ней плоскопараллельную пластинку, и первой призмы БР-180, при этом на первую катетную грань второй призмы БР-180 нанесено светоделительное покрытие. Объектив приемного канала выполнен двухкомпонентным, состоящим из первого компонента объектива визирного канала и второго компонента объектива приемного канала, расположенного между призменной системой приемного канала и фотоприемным устройством, прямоугольная призма в призменной системе приемного канала наклеена на вторую по ходу лучей от объектов катетную грань второй призмы БР-180, при этом на вторую катетную грань второй призмы БР-180 нанесено светоделительное покрытие. В дальномер дополнительно введен проекционный канал, состоящий из расположенных по ходу лучей микродисплея, оптически связанных первого компонента проекционного канала и второго компонента объектива визирного канала, при этом первый компонент проекционного канала расположен соосно со вторым компонентом объектива визирного канала, между первым компонентом проекционного канала и вторым компонентом объектива проекционного канала расположены прямоугольная призма, наклеенная на вторую по ходу лучей от объектов катетную грань второй призмы БР-180, и часть второй призмы БР-180, образующие совместно плоскопараллельную пластинку. В дальномер дополнительно введен вычислитель дальности, компас и внешний разъем, вход вычислителя дальности связан со вторым выходом измерителя временных интервалов, вход микродисплея связан с выходом вычислителя дальности, выход компаса связан с седьмым входом баллистического вычислителя, вход внешнего разъема связан со вторым выходом баллистического вычислителя.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the device of the laser monocular range finder the lens of the sighting channel is made two-component, the first component of the lens of the sighting channel is located along the rays from objects in front of the prism reversing system of the sighting channel, the second component of the lens of the sighting channel is located between the prism the sighting channel wrapping system and the net, the sighting channel prism wrapping system is made in the form of the first and second prisms BR-180, located hypotenuse faces to each other and rotated relative to each other by 90 degrees (Porro of the 1st kind). The forming optical system of the emitting channel contains the lens component of the emitting channel located along the rays of the laser, the prism system of the emitting channel and the first component of the lens of the sighting channel, while the prism system of the emitting channel consists of an additional rectangular prism glued to the first cathete face of the second prism BR- 180 and forming a plane-parallel plate with it, and the first prism of the BR-180, while a beam splitter is coated on the first leg of the second prism of the BR-180 Ie. The lens of the receiving channel is made of two components, consisting of the first component of the lens of the target channel and the second component of the lens of the receiving channel located between the prism system of the receiving channel and the photodetector, a rectangular prism in the prism system of the receiving channel is glued to the second side of the second prism of the BR -180, and a beam splitting coating is applied to the second leg of the second prism of the BR-180. A projection channel is additionally introduced into the range finder, consisting of microdisplay located along the rays, optically coupled to the first component of the projection channel and the second component of the lens of the sighting channel, while the first component of the projection channel is aligned with the second component of the lens of the sighting channel, between the first component of the projection channel and the second a lens component of the projection channel has a rectangular prism glued to the second side of the second side along the rays from the objects isms BR-180 and BR-portion of the second prism 180, together forming a parallel plate. A range calculator, a compass and an external connector are additionally introduced into the range finder, the range calculator input is connected to the second output of the time interval meter, the microdisplay input is connected to the output of the range calculator, the compass output is connected to the seventh input of the ballistic computer, the input of the external connector is connected to the second output of the ballistic computer.
В частных случаях устройства второй компонент объектива визирного канала выполнен отрицательным в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к сетке, и двояковогнутой линзы. Линзовый компонент излучающего канала выполнен положительным в виде положительного и отрицательного менисков, обращенных вогнутыми поверхностями к лазерному излучателю. Второй компонент объектива приемного канала выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к фотоприемному устройству. Первый компонент проекционного канала выполнен положительным, состоящим из близкорасположенных отрицательного и положительного двухлинзовых склеенных компонентов. В проекционный канал дополнительно введена призма АР-90, установленная между дисплеем и первым компонентом проекционного канала. В качестве лазера и фотоприемного устройства применены полупроводниковый лазер и фотоприемное устройство с рабочей спектральной характеристикой в области длины волны 0,9 мкм, а в линзовый компонент излучающего канала и во второй компонент приемного канала введены светофильтры, соответствующие рабочим спектральным характеристикам полупроводникового лазера и фотоприемного устройства. В качестве лазера и фотоприемного устройства применены полупроводниковый лазер и фотоприемное устройство с рабочей спектральной характеристикой в области длины волны 1,54 мкм, а в линзовый компонент излучающего канала и во второй компонент приемного канала введены светофильтры, соответствующие рабочим спектральным характеристикам полупроводникового лазера и фотоприемного устройства. Положительный мениск линзового компонента излучающего канала и положительный мениск второго компонента объектива приемного канала выполнены одинаковыми.In particular cases of the device, the second component of the lens of the target channel is made negative in the form of a negative meniscus facing a concave surface to the grid and a biconcave lens. The lens component of the emitting channel is made positive in the form of positive and negative menisci facing concave surfaces to the laser emitter. The second component of the lens of the receiving channel is made in the form of a positive meniscus facing a concave surface to the photodetector. The first component of the projection channel is made positive, consisting of closely spaced negative and positive two-lens bonded components. In addition to the projection channel, an AR-90 prism is inserted between the display and the first component of the projection channel. A semiconductor laser and a photodetector with a working spectral characteristic in the wavelength region of 0.9 μm were used as a laser and a photodetector, and filters were introduced into the lens component of the emitting channel and the second component of the receiving channel, corresponding to the working spectral characteristics of the semiconductor laser and photodetector. As a laser and a photodetector, a semiconductor laser and a photodetector with a working spectral characteristic in the wavelength region of 1.54 μm were used, and filters were introduced into the lens component of the emitting channel and in the second component of the receiving channel, corresponding to the working spectral characteristics of the semiconductor laser and photodetector. The positive meniscus of the lens component of the emitting channel and the positive meniscus of the second component of the lens of the receiving channel are the same.
Предлагаемые признаки являются существенными, так как они влияют на получение технического результата и находятся с ним в причинно-следственной связи. Совокупность перечисленных введенных признаков позволяют повысить видимое увеличение визирного канала без увеличения габаритных размеров, совместить входные зрачки визирного, излучающего и приемного каналов, используя в качестве первого компонента оптических систем этих трех каналов первый компонент объектива визирного канала. Это позволяет максимально использовать конструктивный объем устройства для размещения в нем всех оптических элементов и электронных модулей и в результате добиться уменьшения габаритных размеров и массы лазерного монокулярного дальномера. Введение проекционного канала позволяет обеспечить в поле зрения лазерного монокулярного дальномера одновременно с наблюдаемым объектом, до которого измеряется дальность, информацию о величине дальности, что не требует прекращать наблюдение за пространством объектов для снятия значения дальности с внешнего дисплея и повышает удобство и скорость измерений. Введение компаса позволяет обеспечить определение направления, координат и скорости движущихся объектов, введение внешнего разъема позволяет обеспечить передачу данных на внешние устройства, что в целом расширяет функциональные возможности лазерного монокулярного дальномера.The proposed features are significant, since they affect the receipt of a technical result and are in a causal relationship with it. The combination of the above introduced features makes it possible to increase the visible increase in the sighting channel without increasing the overall dimensions, to combine the entrance pupils of the sighting, emitting, and receiving channels, using the first component of the sighting channel lens as the first component of the optical systems of these three channels. This allows you to maximize the use of the structural volume of the device to accommodate all optical elements and electronic modules in it and, as a result, reduce the overall dimensions and weight of the laser monocular rangefinder. The introduction of the projection channel makes it possible to provide information on the distance value in the field of view of the laser monocular range finder at the same time as the observed object to which the distance is measured, which does not require stopping the observation of the space of objects to take the distance value from the external display and increases the convenience and speed of measurements. The introduction of the compass allows for the determination of the direction, coordinates and speed of moving objects, the introduction of an external connector allows for the transfer of data to external devices, which generally expands the functionality of the laser monocular rangefinder.
Указанная совокупность признаков позволяет получить необходимое и достаточное количество параметров для достижения технического результата и решить задачу создания малогабаритного ручного лазерного монокулярного дальномера с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.The specified set of features allows you to get the necessary and sufficient number of parameters to achieve a technical result and solve the problem of creating a small-sized hand-held laser monocular range finder with high technical and operational characteristics.
Указанное решение, на наш взгляд, обладает новизной и изобретательским уровнем. Авторам не известен лазерный монокулярный дальномер, в котором была бы реализована совокупность указанных признаков.The specified solution, in our opinion, has novelty and inventive step. The authors are not aware of the laser monocular range finder, in which a combination of these features would be implemented.
Предложенное решение иллюстрируется следующими графическими материалами:The proposed solution is illustrated by the following graphic materials:
фиг.1 - функциональная схема лазерного монокулярного дальномера;figure 1 is a functional diagram of a laser monocular rangefinder;
фиг.2 - оптическая схема лазерного монокулярного дальномера (главный вид);figure 2 is an optical diagram of a laser monocular rangefinder (main view);
фиг.3 - оптическая схема лазерного монокулярного дальномера (разрез А-А);figure 3 is an optical diagram of a laser monocular rangefinder (section aa);
фиг.4 - оптическая схема лазерного монокулярного дальномера (разрез Б-Б);figure 4 is an optical diagram of a laser monocular rangefinder (section BB);
фиг.5 - оптическая схема лазерного монокулярного дальномера (вид В).5 is an optical diagram of a laser monocular range finder (view B).
Лазерный монокулярный дальномер (фиг.1) содержит несколько каналов, программируемые и электронные модули и датчики. Визирный канал включает: 1 - первый компонент объектива визирного канала; 2 - призменную оборачивающую систему с двумя дополнительными прямоугольными призмами и светоделительными покрытиями; 3 - второй компонент объектива визирного канала; 4 - сетку; 5 - окуляр. Первый компонент 1 объектива визирного канала одновременно является компонентом излучающего и приемного каналов, а призменная оборачивающая система 2 с двумя дополнительными прямоугольными призмами и светоделительными покрытиями частично входит в состав приемного и излучающего каналов. Излучающий канал включает: 6 - лазер, выполненный, в частности, в виде полупроводникового лазера; 7 - линзовый компонент излучающего канала; часть призменного блока 2; 1 - первый компонент объектива визирного канала. Приемный канал включает: 1 - первый компонент объектива визирного канала; часть призменного блока 2; 8 - второй компонент объектива приемного канала; 9 - фотоприемное устройство. Проекционный канал включает: 11 - микродисплей; 12 - первый компонент проекционного канала; часть призменного блока 2; 3 - второй компонент объектива визуального канала; 4 - сетку; 5 - окуляр. Устройство лазерного дальномера включает также: 10 - измеритель временных интервалов; 13 - вычислитель дальности; 14 - баллистический вычислитель; 15 - датчик температуры; 16 - датчик давления; 17 - датчик углов места цели (инклинометр); 18 - модуль спутниковой навигации в системе NAVSTAR GPS; 19 - модуль спутниковой навигации в системе СНС ГЛОНАСС; 20 - внешний дисплей. В частном случае исполнения введены компас 21 и внешний разъем 22. В частном случае исполнения в излучающий и приемный каналы введены соответственно светофильтры 23 и 24, соответствующие спектральным характеристикам полупроводникового лазера 6 и фотоприемного устройства 9. В частном случае исполнения в проекционный канал введена прямоугольная призма 25. Выход фотоприемного устройства связан с входом измерителя временных интервалов и вычислителя дальности 10. Первый выход измерителя временных интервалов 10 связан с первым входом баллистического вычислителя 14. Второй выход измерителя временных интервалов 10 связан с входом вычислителя дальности 13. Выход вычислителя дальности 13 связан с входом микродисплея 11. Выход датчика температуры 15 связан со вторым входом баллистического вычислителя 14. Выход датчика давления 16 связан с третьим входом баллистического вычислителя 14. Выход датчика угла места цели (инклинометра) 17 связан с четвертым входом баллистического вычислителя 14. Выход модуля спутниковой навигации в системе NAVSTAR GPS 18 связан с пятым входом баллистического вычислителя 14. Выход модуля спутниковой навигации в системе СНС ГЛОНАСС 19 связан с шестым входом баллистического вычислителя 14. Выход компаса 21 связан с седьмым входом баллистического вычислителя 14. Первый выход баллистического вычислителя 14 связан с входом внешнего дисплея 20. Второй выход баллистического вычислителя 14 связан с внешним разъемом 22. В частном случае в излучающий и приемный каналы введены соответственно светофильтры 23 и 24, а в проекционный канал прямоугольная призма 25.Laser monocular range finder (figure 1) contains several channels, programmable and electronic modules and sensors. The sighting channel includes: 1 - the first component of the lens of the sighting channel; 2 - a prism wrapping system with two additional rectangular prisms and beam splitting coatings; 3 - the second component of the lens of the target channel; 4 - grid; 5 - eyepiece. The
Поскольку описание устройства лазерного монокулярного дальномера приведено на уровне функциональной схемы, то далее на фиг.2-5 приводится описание оптической схемы, а возможность технической реализации электронных блоков и модулей на базе современной элементной базы понятна специалистам, подтверждается примером конкретного исполнения и известными устройствами-аналогами отечественного и зарубежного производства.Since the description of the device of the laser monocular rangefinder is given at the level of the functional diagram, then the optical circuit is described in FIGS. 2-5, and the possibility of technical implementation of electronic blocks and modules based on the modern element base is understandable to specialists, confirmed by an example of a specific design and known analog devices domestic and foreign production.
Оптическая система лазерного дальномера представлена на фиг.2-5, при этом фиг.2 - главный вид (вид на объектив прибора); фиг.3 - разрез А-А; фиг.4 - разрез Б-Б; фиг.5 - вид В (вид сбоку). Первый компонент 1 визирного канала выполнен в виде двухлинзовой склейки. Призменная система 2 состоит из двух призм БР-180 поз.26 и 27 (образующих систему Порро 1 рода), прямоугольных призм 28 и 29, наклеенных на катетные грани призмы 27. Второй компонент 3 объектива визирного канала выполнен отрицательным и состоит из отрицательного мениска 30, обращенного вогнутой поверхностью к сетке, и двояковогнутой линзы 31. Линзовый компонент 7 излучающего канала выполнен положительным и состоит из положительного мениска 32 и отрицательного мениска 33, обращенных вогнутыми поверхностями к лазеру 6. В частном случае исполнения компонент 8 выполнен в виде положительного мениска, обращенного вогнутой поверхностью к фотоприемному устройству 9, при этом мениски 32 и 8 выполнены одинаковыми. Первый компонент 12 проекционного канала, проецирующего изображение с экрана микродисплея 11 на сетку 4, выполнен положительным и состоит из близкорасположенных отрицательного двухлинзового склеенного компонента 34 и положительного двухлинзового склеенного компонента 35. В конкретном примере исполнения окуляр 5 выполнен из двух положительных двухлинзовых склеенных компонентов 36, 37 и одиночной положительной линзы 38. В устройстве дальномера могут быть применены полупроводниковый лазер 6 и фотоприемное устройство 9 со спектральными характеристиками в области длины волны 0,9 мкм, либо соответственно - в области длины волны 1,54 мкм. При этом переход с одного исполнения лазерного монокулярного дальномера на второе осуществляется без изменения оптической схемы, кроме светофильтров 23 и 24.The optical system of the laser rangefinder is shown in figure 2-5, while figure 2 is the main view (view of the lens of the device); figure 3 is a section aa; 4 is a section bB; 5 is a view In (side view). The
Лазерный монокулярный дальномер работает следующим образом. Оператор, наблюдая местность в окуляр 5 визирного канала дальномера, состоящего из двухкомпонентого объектива визирного канала 1 и 3 и призменной оборачивающей системы 2 типа Порро 1 рода, обеспечивающих большую величину видимого увеличения, обнаруживает и опознает объект, до которого необходимо измерить расстояние, наводит на него визирный знак сетки 4 и включает кнопкой «пуск» (на фиг.1-5 не показана) лазер 6. Одновременно сигнал о включении лазера 6 от кнопки «пуск» подается на измеритель временных интервалов 10.Laser monocular range finder operates as follows. The operator, observing the terrain in the
Излучение лазера проходит линзовый компонент 7 излучающего канала, состоящий из менисков 32 и 33, устанавливаемый в частном случае светофильтр 23, прямоугольную призму 28, часть призмы 27, призму 26 и первый компонент 1 визирного канала, после которого формируется пучок лазерного излучения с малой расходимостью, параллельный оси визирования визирного канала.Laser radiation passes through the
Отраженное объектом лазерное излучение принимается первым компонентом 1 визирного канала и направляется через призму 26, призму 27 и призму 29, светофильтр 24, к мениску 8, после которого фокусируется на чувствительную площадку фотоприемного устройства 9, сигнал с которого передается на измеритель временных интервалов 10, который определяет интервал t между моментами начала излучения лазера 6 и приема отраженного целью сигнала. В вычислителе дальности 13 происходит вычисление дальности L в соответствии с известным соотношением: L=ct 12, где с - скорость света. Результат вычисления дальности передается на микродисплей 11, изображение которого проецируется с помощью первого компонента 12 проекционного канала, состоящего из двух склеенных компонентов 34 и 35, через призму 25, призму 29 и частично через призму 27 в плоскость сетки 4 и представляется оператору через окуляр 5 в поле зрения визирного канала одновременно с изображением объекта, до которого измеряется дальность. В частном случае исполнения в ход лучей проекционного канала введена призма 25 для уменьшения габаритных размеров устройства. Одновременно с вычислителя дальности 13 на микродисплей может передаваться и дополнительная информация, например результат предыдущего вычисления дальности.The laser radiation reflected by the object is received by the
Светофильтры 23 и 24 обеспечивают пропускание излучения в соответствии с рабочими спектральными характеристиками установленных в лазерном дальномере лазером 6 и фотоприемным устройством 9, а именно либо в области длины волн 0,9 мкм, либо - 1,54 мкм.The
Светоделительное покрытие в зоне контакта призм 28 и 27 частично пропускает инфракрасное излучение, идущее от лазера 6, частично отражает инфракрасное излучение, отраженное от объектов и направляемое первым компонентом 1 визирного канала через призмы 26, 27, 29 к фотоприемному устройству 9, и полностью отражает видимое излучение, идущее от объектов через первый компонент 1 визирного канала, призмы 26 и 27 и далее к окуляру.The beam splitting coating in the contact zone of
Светоделительное покрытие в зоне контакта призм 29 и 27 максимально отражает видимое излучение, идущее от объектов через первый компонент 1 объектива визирного канала, призмы 26, 27 ко второму компоненту 3 объектива визирного канала и далее к окуляру 5 визирного канала, максимально пропускает инфракрасное излучение, отраженное от объектов и идущее через оптическую систему вышеописанным образом к фотоприемногому устройству 9, пропускает излучение узкого спектрального состава (соответствующего красному цвету), идущее от микродисплея вышеописанным образом к окуляру визирного канала.The beam-splitting coating in the contact zone of
Сигнал с измерителя временных интервалов 10 поступает на вход баллистического вычислителя 14. На другие входы баллистического вычислителя поступает информация от датчиков температуры 15, давления 16, угла места цели 17, от модулей 18, 19 спутниковой навигации в системах NASVSTAR GPS и СНС ГЛОНАСС, от электронного компаса 21. Баллистический вычислитель выполнен на основе портативного компьютера. Оператор может выбрать один из нескольких режимов представления информации на внешнем дисплее 20 и передачи информации через внешний разъем 22 на внешние устройства.The signal from the
Если оператор выбирает на экране внешнего дисплея 20 режим «Баллистика», то, используя клавиатуру экрана внешнего дисплея 20, оператор может ввести вручную значения направления и скорости ветра, выбирает на экране внешнего дисплея тип оружия, тип боеприпаса и тип прицела, или использует сохраненные ранее настройки. В соответствии с имеющейся в портативном компьютере программой расчета баллистики для различных типов оружия производится вычисление дальности до цели, горизонтальной и вертикальной поправок. При этом на экране внешнего дисплея оператору представляется следующая информация: дальность до цели, горизонтальная и вертикальная поправки, символическое расположение точки прицеливания, угол места цели, направление ветра, скорость ветра, высота на уровне моря, давление, температура, дальность и координаты до двух последних измерений дальности, скорости движения цели (если последовательно было дважды проведено измерение дальности до движущегося объекта), название и характеристики выбранного оружия, название и характеристики выбранного прицела, собственные координаты.If the operator selects the "Ballistics" mode on the screen of the external display 20, then, using the keyboard of the screen of the external display 20, the operator can manually enter the direction and speed of the wind, selects the type of weapon, type of ammunition and type of sight on the screen of the external display, or uses previously saved settings. In accordance with the program for calculating ballistics available on a portable computer for various types of weapons, distance to the target, horizontal and vertical corrections are calculated. At the same time, the following information is presented to the operator on the external display screen: range to the target, horizontal and vertical corrections, symbolic location of the aiming point, target elevation angle, wind direction, wind speed, altitude, pressure, temperature, range and coordinates to the last two range measurements, target speed (if the distance to a moving object was measured twice twice), the name and characteristics of the selected weapon, the name and characteristics of the selected Wow sight, own coordinates.
Если оператор выбирает на экране внешнего дисплея 20 режим «Навигатор» или «Карта», то на экране внешнего дисплея 20 представляется окно соответствующих программ, при этом он имеет возможность управлять функциями «Навигатора» или «Карты», используя стандартный для этого типа устройств интерфейс.If the operator selects the "Navigator" or "Map" mode on the screen of the external display 20, then the window of the corresponding programs is displayed on the screen of the external display 20, while he has the ability to control the functions of the "Navigator" or "Map" using the standard interface for this type of device .
Также оператор, используя внешний разъем 22, имеет возможность подключаться к внешним устройствам, устанавливать и использовать программное обеспечение, передавать информацию на внешние устройства.Also, the operator, using an external connector 22, has the ability to connect to external devices, install and use software, transfer information to external devices.
Реализация лазерного монокулярного дальномера подтверждается примером конкретного исполнения. Параметры примера конкретного исполнения приведены в таблице 1. Индекс в обозначении фокусного расстояния указан в соответствии с позицией компонента на фиг.2-5.The implementation of the laser monocular rangefinder is confirmed by an example of a specific implementation. The parameters of an example of a specific implementation are shown in table 1. The index in the designation of the focal length is indicated in accordance with the position of the component in figure 2-5.
Для приведенных в таблице 1 значений параметров обеспечивается эквивалентное фокусное расстояние объектива визуального канала, состоящего из первого компонента 1 и второго компонента 3 с учетом удлинения хода лучей в призменной системе 2, равное 160 мм, и тем самым, при фокусном расстоянии окуляра 5, равном 16 мм, достигается видимое увеличение визуального канала 10 крат, угловое поле визуального канала 6,3°, удаление выходного зрачка 19 мм, диаметр выходного зрачка 4,2 мм. Одновременно обеспечивается эквивалентное фокусное расстояние объектива излучающего канала, состоящего из компонентов 1 и 7, равное 64 мм, и угол охвата излучения полупроводникового лазера 6, равный 34°. Эквивалентное фокусное расстояние приемного канала, состоящего из компонентов 1 и 8, равно 64 мм, его относительное отверстие 1:1,5. Проекционный канал обеспечивает линейное увеличение минус 0,6 крат и проецирует в плоскость сетки изображение числового выражения, соответствующего измеренной дальности до объекта, которое формируется на микродисплее 11. В состав дальномера входят блоки, указанные на функциональной схеме фиг.1: лазер 6, фотоприемное устройство 9, измеритель временных интервалов 10, вычислитель дальности 13, микродисплей 11, баллистический вычислитель 14, датчики температуры, давления, угла места цели - 15, 16, 17, модули спутниковой навигации в системах NAVSTAR GPS и СНС ГЛОНАСС -18 и 19, компас 21, внешний разъем 22 и внешний дисплей 20.For the parameter values shown in Table 1, an equivalent focal length of the lens of the visual channel is provided, consisting of the
В примере конкретного исполнения в качестве микродисплея 11 применен OLED дисплей SCY-3121-BV01 (Sunlike Display Tech. Corp, Тайвань) с диагональю 24,2 мм и разрешением 96×64 точек. В качестве лазера 6, излучающего в области длины волны 0,9 мкм, применен полупроводниковый лазер SPL-PL90 (OSRAM, Германия), в качестве соответствующего ему фотоприемного устройства 9 - приемник S8890 (HAMAMATSU, Япония). В качестве лазера 6, излучающего в области длины волны 1,54 мкм, применен полупроводниковый лазер PVGR4S12H (Excelitas Corp, Япония), в качестве соответствующего ему фотоприемного устройства 9 - приемник G8931-04 (HAMAMATSU, Япония).In a specific example, the
В примере конкретного исполнения обеспечены габаритные размеры оптической системы Д×Е×Г (длина × высота × ширина), равные 156×73×49 мм. Устройство оптической схемы в примере конкретного исполнения позволило обеспечить следующие габаритные размеры лазерного монокулярного дальномера: 175×75×65 мм и массу 0,65 кг.In the example of a specific embodiment, the overall dimensions of the optical system D × E × G (length × height × width) equal to 156 × 73 × 49 mm are provided. The device of the optical circuit in the example of a specific design made it possible to provide the following overall dimensions of the laser monocular rangefinder: 175 × 75 × 65 mm and weight 0.65 kg.
Таким образом, по сравнению с прототипом повышено видимое увеличение визуального канала с 6 до 10 крат, т.е. в 1,6 раза; уменьшены габаритные размеры устройства, снизившие конструктивный объем лазерного монокулярного дальномера, более чем в 1,7 раза ((170·135·65)/(175·75·65)=1,75), уменьшена масса более чем в 1,5 раза. Кроме того, обеспечено удобство снятия значений дальности: в поле зрения одновременно с наблюдаемым объектом, до которого измеряется дальность, введена информация о величине измеренной дальности, что не требует от оператора отрываться от наблюдения за объектами для снятия отсчета измеренной дальности и повышает скорость измерения. Кроме того, обеспечена возможность определения направления, координат и скорости подвижных объектов, а также передачу данных на внешние устройства, что в целом расширяет функциональные возможности лазерного монокулярного дальномера и удобство работы с ним.Thus, in comparison with the prototype, the visible increase in the visual channel is increased from 6 to 10 times, i.e. 1.6 times; the overall dimensions of the device, which reduced the design volume of the laser monocular rangefinder, were reduced by more than 1.7 times ((170 · 135 · 65) / (175 · 75 · 65) = 1.75), the mass was reduced by more than 1.5 times . In addition, the convenience of taking range values is provided: in the field of view, simultaneously with the observed object to which the range is measured, information is entered on the magnitude of the measured range, which does not require the operator to break away from observing objects to take a measurement of the measured range and increases the measurement speed. In addition, it is possible to determine the direction, coordinates and speed of moving objects, as well as transmit data to external devices, which generally expands the functionality of the laser monocular rangefinder and the convenience of working with it.
Таким образом, реализация технических преимуществ предлагаемого лазерного монокулярного дальномера, обладающих совокупностью указанных отличительных признаков, позволяет создать технологичный малогабаритный лазерный монокулярный дальномер с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.Thus, the implementation of the technical advantages of the proposed laser monocular range finder, having a combination of these distinctive features, allows you to create a technologically advanced small-sized laser monocular range finder with high technical and operational characteristics.
ЛитератураLiterature
1. Патент RU 2368856, 2009.1. Patent RU 2368856, 2009.
2. Патент RU 2313116, 2007.2. Patent RU 2313116, 2007.
3. Патент RU 2348889, 2009.3. Patent RU 2348889, 2009.
4. Патент RU 92946, 2010.4. Patent RU 92946, 2010.
5. Патент RU 105748, 2011.5. Patent RU 105748, 2011.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138507/28A RU2515418C1 (en) | 2012-09-07 | 2012-09-07 | Laser monocular range-finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012138507/28A RU2515418C1 (en) | 2012-09-07 | 2012-09-07 | Laser monocular range-finder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012138507A RU2012138507A (en) | 2014-03-20 |
RU2515418C1 true RU2515418C1 (en) | 2014-05-10 |
Family
ID=50279840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012138507/28A RU2515418C1 (en) | 2012-09-07 | 2012-09-07 | Laser monocular range-finder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2515418C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178680U1 (en) * | 2017-12-21 | 2018-04-17 | Акционерное общество "Московский завод "САПФИР" | Laser rangefinder |
RU215688U1 (en) * | 2022-07-12 | 2022-12-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | LASER ALL-DAY SCOUT DEVICE |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2348889C2 (en) * | 2006-12-21 | 2009-03-10 | Производственное республиканское унитарное предприятие "Минский механический завод им. С.И. Вавилова" | Laser sight-range finder (versions) |
RU92946U1 (en) * | 2009-11-24 | 2010-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро точного приборостроения" | RANGE SIGHT FOR RUNNING WEAPONS |
RU105748U1 (en) * | 2010-11-22 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Новосибирский приборостроительный завод" (ОАО "ПО "НПЗ") | LASER RANGE (OPTIONS) |
-
2012
- 2012-09-07 RU RU2012138507/28A patent/RU2515418C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2348889C2 (en) * | 2006-12-21 | 2009-03-10 | Производственное республиканское унитарное предприятие "Минский механический завод им. С.И. Вавилова" | Laser sight-range finder (versions) |
RU92946U1 (en) * | 2009-11-24 | 2010-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро точного приборостроения" | RANGE SIGHT FOR RUNNING WEAPONS |
RU105748U1 (en) * | 2010-11-22 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Новосибирский приборостроительный завод" (ОАО "ПО "НПЗ") | LASER RANGE (OPTIONS) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178680U1 (en) * | 2017-12-21 | 2018-04-17 | Акционерное общество "Московский завод "САПФИР" | Laser rangefinder |
RU215688U1 (en) * | 2022-07-12 | 2022-12-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | LASER ALL-DAY SCOUT DEVICE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012138507A (en) | 2014-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9494686B2 (en) | Hand-held target locator | |
US9062961B2 (en) | Systems and methods for calculating ballistic solutions | |
US8909470B2 (en) | Optical observation device for target acquisition and navigation | |
CN108731542B (en) | Auxiliary aiming device with correcting function, sighting telescope and auxiliary aiming correcting method | |
US20230194207A1 (en) | Direct enhanced view optic | |
CN202361892U (en) | Semiconductor laser range finding gun applied sighting telescope | |
US20070103671A1 (en) | Passive-optical locator | |
JP6739666B2 (en) | Compound prism used in multifunctional telescope and its binocular optical system | |
EP3306343B1 (en) | Through-the-lens, co-aligned optical aiming system for a phase-type, laser-based distance measuring device | |
CN106680917B (en) | Composite prism for multifunctional telescope and binocular telescope optical system thereof | |
US20150377618A1 (en) | Compact folded signal transmission and image viewing pathway design and visual display technique for laser rangefinding instruments | |
US10330439B2 (en) | Display-type optical telescope sight | |
CN108594246B (en) | Multifunctional laser range finder | |
US20060285233A1 (en) | High precision optical system and beam pathway design for a laser-based distance measuring device | |
CN103234517A (en) | Measuring method and measuring tool of spatial distance | |
US20060039065A1 (en) | Efficient optical system and beam pathway design for laser-based distance measuring device | |
RU2515418C1 (en) | Laser monocular range-finder | |
RU2568336C2 (en) | Method of detecting optical and optoelectronic devices and device therefor | |
US11371805B2 (en) | Range finding display with power and angle indicators | |
RU2572463C1 (en) | Optical laser range-finder sight | |
CN105486278A (en) | Visual optical instrument | |
CN208752305U (en) | A kind of refraction type laser distance measuring Target observator | |
RU157952U1 (en) | 24 HOUR OBSERVATION INSTRUMENT | |
CN207231459U (en) | A kind of single-cylinder type range-finding telescope | |
JP2004198386A (en) | Range finding device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200908 |