RU116654U1

RU116654U1 - LASER RANGE AIMING DEVICE

Info

Publication number: RU116654U1
Application number: RU2011126677/28U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Соколовский; Здислав Иосифович Поконечный; Александр Иванович Немененок
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Пеленг"
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-05-27

Abstract

1. Устройство для прицеливания с лазерным дальномером, 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, отличающееся тем, что световод оптически связан с фотоприемным устройством посредством согласующей оптической системы. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что согласующая оптическая система выполнена в виде одиночной линзы. ! 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что согласующая оптическая система установлена с возможностью перемещения перпендикулярно собственной оси и с возможностью фиксации в выбранном положении. ! 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что наконечник световода, обращенный в сторону согласующей оптической системы, установлен с возможностью перемещения вдоль оси согласующей оптической системы и с возможностью фиксации в выбранном положении. 1. A device for aiming with a laser rangefinder, containing a laser radiation channel parallel to each other, including an optically coupled laser emitter and a transmitting optical system; device, as well as a light guide, while the laser emitter is optically connected to the photodetector through a light guide, characterized in that the light guide is optically connected to the photodetector through a matching optical system. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the matching optical system is made in the form of a single lens. ! 3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the matching optical system is installed with the ability to move perpendicular to its own axis and with the possibility of fixation in the selected position. ! 4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the tip of the light guide, facing towards the matching optical system, is installed with the possibility of moving along the axis of the matching optical system and with the possibility of fixing in the selected position.

Description

Полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения, более конкретно - к устройствам для прицеливания со встроенным импульсным лазерным дальномером.The utility model relates to the field of optoelectronic instrumentation, and more specifically to aiming devices with an integrated pulsed laser range finder.

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.The closest in technical essence to the claimed utility model is a device for aiming with a laser range finder [1], containing parallel to each other a laser radiation channel, including an optically coupled laser emitter and a transmitting optical system, a sighting and receiving channel, including a lens optically coupled through a spectrometer with a device for observing objects and reticle and with a photodetector, as well as a light guide, while the laser emitter is optically coupled to the photodetector m device through the fiber.

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.The main disadvantage of the known device is the low energy level at the photodetector, which in many cases is not enough to register the pulse of the start signal, which leads to the impossibility of taking measurements.

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.The objective of this utility model is to increase the accuracy and reliability of measuring distances to a target using a laser range finder by adjusting the energy level at the photodetector, which provides the opportunity to optimally match the energy level of the starting pulse and the sensitivity of the photodetector.

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.To solve this problem, in an aiming device with a laser range finder, containing a laser radiation channel parallel to each other, including an optically coupled laser emitter and a transmitting optical system, a sighting and receiving channel, including a lens optically coupled by means of a spectro splitter to a device for observing objects and an aiming mark and with a photodetector, as well as a light guide, wherein the laser emitter is optically coupled to the photodetector via a light guide, an optical fiber Eski associated with the photodetecting device via the matching optical system.

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.Matching optical system can be made in the form of a single lens, and can also be installed with the ability to move perpendicular to its own axis and with the possibility of fixing in the selected position. The fiber tip facing toward the matching optical system can be mounted to move along the axis of the matching optical system and can be locked in a selected position.

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.Optical connection of the fiber with the photodetector using the matching optical system ensures reliable formation of the primary start pulse in the electronic system for determining the range of the laser rangefinder, and also allows to achieve the optimal energy level of the start pulse, at which the photodetector reliably picks up the start pulse in the entire range of measured distances. This eliminates the appearance of conditions for the formation of a start pulse of too low an intensity that is not enough to record a start pulse, which makes it impossible to take measurements, or too high an intensity that leads to incorrect measurement results or damage to the photodetector, improves the accuracy and reliability of measurements.

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.This effect is achieved by the fact that the energy density of the laser pulse in the plane of the photodetector is controlled by the appropriate choice of parameters of the matching optical system, as well as by moving the matching optical system perpendicular to its own axis, which allows you to combine the center of the laser beam with the photodetector, then the laser pulse energy in the plane photodetector smoothly adjustable by moving the tip of the fiber, facing toward optical optical system along the axis of the matching optical system, which allows to achieve the optimal normalized energy level of the starting pulse necessary for the correct and reliable operation of the electronic path of the photodetector device of the laser range finder.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.The drawing shows a schematic diagram of a device.

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.The device for aiming with a laser rangefinder contains a parallel laser radiation channel, including optically coupled laser emitter 1 and a transmitting system 2, a sighting and receiving channel, including a lens 3, optically coupled by means of a spectro splitter 4 with a device 5 for observing objects and sighting marks and a photodetector 6, a light guide 7 and a matching optical system 8. In this case, the laser emitter 1 is optically coupled to the photodetector 6 via an optical plate 9, angular to the axis of the laser emitter 1, the fiber 7 and the matching optical system 8. The optical plate 9 has a low reflection coefficient of laser radiation and in this embodiment the device is introduced to match the laser radiation with the tip of the fiber 7, which is not the only technical solution. It is also possible to place the tip of the optical fiber 7 directly behind the blind mirror of the laser resonator, which has a transmittance of laser radiation of about 1%. In this case, the introduction of the optical plate 9 is not required.

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].A device 5 for observing objects and an aiming mark can be made in the form of a grid with an eyepiece or in the form of a photodetector containing a matrix of photodetectors with a control device and the formation of a television video signal connected to the monitor [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.Matching optical system 8 can be installed with the ability to move perpendicular to its own axis and with the possibility of fixing in the selected position. The fiber tip 7 facing toward the matching optical system 8 can be mounted to move along the axis of the matching optical system Vis with the possibility of fixing in the selected position. Matching optical system 8 can be made in the form of a single lens - collecting or scattering, depending on the need to increase or decrease the energy level of the laser pulse at a sensitive area of the photodetector.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

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.When measuring the distance to the target using the device for aiming it with turns, the target is combined with the aiming mark of the device 5 for observing objects and the aiming mark and laser radiation is launched. The laser radiation pulse leaves the laser emitter 1 and passes through the optical plate 9. An insignificant part of this radiation (less than 1%) is reflected from its surfaces, passes through the optical fiber 8 and the matching optical system 8, after which it reaches the sensitive area of the photodetector 6, in the electronic system of which the first, starting impulse is formed at the same time, and the electronic meter of time intervals starts to work. The main part of the radiation of the laser emitter 1, passed through the optical plate 9, passes further transmitting the optical system 2 and is sent to the target selected by the operator. A part of the radiation reflected from the target returns to the range finder, the lens 3 passes, it is reflected from the spectro-dividing plate 4 and enters the sensitive area of the photodetector 6. At this moment, a second working pulse is formed in the electronic circuit of the photodetector 6. The electronic time interval meter determines the time elapsed between the start and working pulses, which calculates the distance to the target chosen by the operator.

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.To match the energy level reaching the photodetector 6 with its sensitivity, the parameters of the matching optical system 8 are changed at the factory at the factory. For coarse control of the energy level of laser radiation, the design and focal length of the matching optical system 8 are selected. For smooth level change laser radiation energies at the factory move the matching optical system 8 perpendicular to its own axis and move the fiber tip 7, facing the matching optical system 8, along the axis of the matching optical system 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.Thus, the new aiming device with an integrated laser range finder provides increased reliability and accuracy of measuring the distance to the target, as it forms a guaranteed, energy-normalized start pulse.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РБ №3222, МПК G02В 23/00 - прототип.1. Patent RB No. 3222, IPC G02B 23/00 - prototype.

2. Патент РБ №6418, МПК G01В 11/26.2. Patent RB No. 6418, IPC G01B 11/26.

Claims

1. A device for aiming with a laser range finder, containing a parallel laser radiation channel, including an optically coupled laser emitter and a transmitting optical system, a sighting and receiving channel, including a lens optically coupled through a spectro splitter to a device for observing objects and an aiming mark and with a photodetector the device, as well as the optical fiber, wherein the laser emitter is optically coupled to the photodetector via the optical fiber, characterized in that the optical fiber is optically It is connected with a photodetector by means of a matching optical system.

2. The device according to claim 1, characterized in that the matching optical system is made in the form of a single lens.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the matching optical system is mounted with the ability to move perpendicular to its own axis and with the possibility of fixing in the selected position.

4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the tip of the optical fiber facing the matching optical system is mounted to move along the axis of the matching optical system and can be locked in the selected position.