RU38408U1 - Устройство для обнаружения оптических и оптико-электронных приборов - Google Patents

Abstract

1. Устройство для обнаружения оптических и оптико-электронных приборов, содержащее лазерный излучатель, и оптически согласованный с ним канал наблюдения, включающий электронно-оптический преобразователь (ЭОП) с приемным объективом и средство наблюдения изображения на экране ЭОПа, отличающееся тем, что в лазерный излучатель введен модулятор излучения с частотой 0,2-25 Гц.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ЭОП оснащен регулируемым по скважности затвором.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что объектив ЭОПа дополнен интерференционным фильтром, согласованным с лазерным излучателем по спектру излучения.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лазерный излучатель оснащен регулятором мощности.5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что затвор ЭОПа выполнен с возможностью стробирования по дальности.

Description

2Q0313S292

ttiinililiiiHililMlil ° 3 , , . г ., . QQJ S 17/02

УСТРОЙСТВО для ОБНАРУЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОИНЫХ ПРИБОРОВ

Полезная модель относится к оптико-элеюронным нриборам, относящимся к военной технике и технике сил правопорядка и может быть использована в приборах обнаружения оптических и оптико-электронных средств или в прицелах, устанавливаемых на оружии, в том числе на специализированных средствах подавления снайперов.

Известны устройства для поиска оптических и оптико-электронных приборов (ОЭП). Такие устройства используют зондирующее излучение видимого или ближнего инфракрасного диапазона и канал приема и анализа отраженного излучения. При попадании в зондирующий луч ОЭП, обращенный к устройству поиска, дает световой отклик, воспринимаемый приемным каналом. Поскольку отражение от ОЭП имеет ретро-рефлексионный характер, а от фона - диффузный, параметры и поведенческие характеристики отклика ОЭП и фона имеют различия, позволяющие определить наличие ОЭП в зондирующем луче.

Известна, например, лазерная система обнаружения оптоэлектронных объектов (пат. РФ № 2113717, приоритет 10.11.96, G01S17/06). Система содержит импульсный лазер, согласованное с ним но полю зрения фотоприемное устройство, пороговое устройство и привод с датчиком углового положения привода. Привод осуществляет сканирование пространства зондирующим лазером и приемным каналом. Пороговое устройство осуществляет сравнение ноступающего сигнала приемного канала с пороговым, и в случае его превышения, выдает сигнал тревоги, а также направление на обнаруженный ОЭП. В данной системе, используется превышение яркостью отклика отраженного ОЭП излучения (в определенном диапазоне дальностей) суммы собственной яркости фона и яркости отклика фона на зондирующее излучение на определенную пороговую величину.

Недостатком устройства является малая дальность обнаружения в сочетании с малым угловым размером зондирующего излучения, отрицательно влияющим на скорость ноиска (здесь и далее, в смысле - дальность нри нормированной мощности излучателя), онределяемая требуемым пороговым отношением сигнал/фон, а также чувствительность к помехам в виде ярких источников излучения и отсутствие изображения целе-фоновой обстановки.

Устройство обнаружения онтико-электронных объектов (пат. РФ .№2129287, приоритет 05.02.98, G01S17/00), содержащее импульсный лазер и телевизионную камеру, снабженную электронно-оптическим преобразователем (ЭОП), а также модулятор импульсов лазерного излучателя. Устройство позволяет визуализировать целе-фоновую обстановку и вьщелять ОЭП из ярких помех (фары, лампы, окна и т.п.). Данное устройство использует для селекции ложных ярких целей - критерий мигания блика ОЭП.

Недостатком этого устройства является малая дальность обнаружения ОЭН, а также наличие узлов обеснечивающих дополнительную функцию автоматического обнаружения цели (телекамера, привод и электроника), ухудшающих массо-габаритные характеристики и энергопотребление, критические для ручных нриборов обнаружения и приборов размещаемых на стрелковом оружии.

Устройство, реализующее способ обнаружения средств оптического и оптико - электронного типа (пат. РФ .№2133485, приоритет 03.07.98, G01S17/00, 17/10), дополнительно содержит пороговое устройство. Это устройство использует критерий превышения пороговой величины по яркости и для селекции ложных целей - критерий мигания блика ОЭП. Недостатком этого устройства являются малая дальность обнаружения ОЭП и наличие узлов (телекамера, привод и электроника) ухудшающих массо-габаритные характеристики и энергопотребление и отсутствие в изображении целе-фоновой обстановки.

Устройство согласно способу обнаружения оптических и оптикоэлектронных приборов (пат. РФ .№2155357, приоритет от 15.06.1999) использует телевизионный принцин построения изображения и дифференциальный снособ формирования видеосигнала. В данном устройстве дальность обнаружения поднимается за счет подавления сигналов с низкими пространственными частотами (высокочастотная прострапственная фильтрация). Дополнительно устройство анализирует плоскости поляризации принимаемого излучения для селекции отражателей катафотного типа. Наличие поляризационного анализатора, в свою очередь, снижает дальность обнаружения (при нормированной мощности излучателя).

Недостатком устройства является малая дальность обнаружения, отсутствие в изображении целе-фоновой обстановки и наличие телевизионного канала и привода, ухудшающих массо-габаритные характеристики и энергопотребление.

Наиболее близким аналогом - прототипом - является активноимпульсный прибор ночного видения (ПНВ) (В.А. Орлов, В.И. Петров, Нриборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости, М, Воениздат. 1989, стр. 115-118). Активно-импульсный прибор содержит импульсный лазерный излучатель, ЭОП, объектив и окуляр. Наблюдатель через окуляр просматривает участок местности, подсвеченный импульсным лазерным излучателем. При попадании в луч ОЭП, обращенного к ПНВ, наблюдатель видит блик от ОЭП в виде яркой точки, на менее ярком естественном фоне. Поскольку отражение от ОЭП имеет ретро-рефлексионный характер, а от фона - диффузный, обеспечивается более высокая яркость цели, при условии, что естественная яркость фона достаточно низка.

Недостатком указанного устройства является малая дальность обнаружения ОЭП в сочетании с малым угловым размером зондирующего излучения, отрицательно влияющим на скорость поиска, а также невозможность работы в дневных условиях освещенности из-за недостаточного контраста изображения ОЭП на ярком фоне.

Общими признаками заявляемого изобретения и прототипа являются: наличие лазерного излучателя, ЭОПа, снабженного объективом, а также сред

ства наблюдения изображения на экране ЭОПа. ЭОП, объектив и средство наблюдения изображения образуют канал наблюдения, оптически согласованный с лазерным излучателем.

Задачей изобретения является повышение дальности обнаружения и улучшение поисковых характеристик устройства, в частности, углового размера зондируемого пространства в условиях дневной и ночной освещенности. Кроме того, в частных случаях, задачей является обеспечение возможности работы в дневных условиях освеп ;енности.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее лазерный излучатель, и оптически согласованный с ним канал наблюдения, включающий электронно-оптический преобразователь (ЭОП), приемный объектив и средство наблюдения изображения на экране ЭОПа, дополпительно вводится модулятор лазерного излучателя, рассчитанный на частоту 0.2-25 Гц. Верхний предел частоты определяется критической частотой мельканий, воспринимаемой глазом наблюдателя. Поскольку заметность мигающего изображения ОЭП в несколько раз выше, требуемое для устойчивого обнаружения оператором отношение сигнал/фон в несколько раз меньше, что позволяет обнаруживать ОЭП на большей дальности и/или увеличить угловой размер зондирующего излучения. Такой эффект обеспечивается при модуляции с постоянпой частотой в пределах 0.2-25 Гц.

Техпическая реализация модуляторов широко известна - например, в виде электронного узла, модулируюшего напряжение питания лазерного излучателя, или в виде оптического затвора.

Для обеспечения работы прибора в дневных условиях освещенности ЭОП может быть оснащен регулируемым по скважности затвором, отрезающим избыток излучения фона с высокой частотой, не заметной глазу. Коэффициент использования поступающего на ЭОП излучения фона регулируется скважностью затвора. Такие затворы известны: они являются обязательными элементами ЭОПов четвертого поколения.

Для повышения дальности обнаружения (путем повышения отношения сигнал/фон) условиях высокой естественной освещенности приемный объектив может быть дополнен интерференционным фильтром, согласованным по спектру с лазерным осветителем. Фильтр может быть выполнен сменным или съемным.

Для повышения дальности обнаружения в условиях низкой естественной освеш;енности, когда обнаружение затруднено паразитным миганием фона, вызванным избыточной мощностью лазерного осветителя по сравнению с естественной яркостью фона, лазерный излучатель оснащен регулятором мощности, ПОЗВО.11ЯЮЩИМ уменьшить долю лазерного осветителя в яркости фона.

Для повышения дальности обнаружения в условиях, когда обнаружение затруднено ближними элементами фона, создающими яркие помехи в изображении, затвор ЭОПа выполнен с возможностью стробирования по дальности (п.5 формулы). Это позволяет отсечь изображение близко расположенных элементов фона.

Средство наблюдения изображения на экране ЭОПа может быть выполнено в виде окуляра, телевизионной камеры и т.д.

Сущность устройства поясняется рисунком. Устройство содержит лазерный излучатель 1, модулятор 2 лазерного излучателя, регулятор 3 средней мощности лазерного излучателя, интерференционный фильтр 4, приемный объектив 5, ЭОП 6, окуляр 7, затвор ЭОПа 8. Кроме того, на рисунке изображен обнаруживаемый объект - ОЭП 9.

Лазерный излучатель 1 включает в себя источник питания, объектив, формирующий требуемое поле подсветки, и электронику, формирующую импульсы излучения. ЭОП 6 включает в себя источник питания. Приемный объектив 5, ЭОП 6 и средство наблюдения 7 оптически связаны и образуют канал наблюдения излучения, отраженного обнаруживаемым ОЭП 9. Оптические оси канала наблюдения и лазерного излучателя 1 согласованы: ось лазерного излучателя 1 находится в пределах поля зрения канала наблюдения.

в процессе поиска ОЭП 9, лазерный излучатель 1 посылает па участок местности зондирующие импульсы, модулируемые модулятором 2 с частотой 0.2-25 Гц. При условии накрытия ОЭП 9 зондирующим лучом лазерного излучателя 1 на фотокатод ЭОПа 6 через объектив 5 и интерференционный фильтр 4 поступает излучение фона и блика от ОЭП 9. Объектив 5 формирует на фотокатоде ЭОПа 6 изображение местности и точечное изображение ОЭП 9, бликующего в луче лазерного излучателя 1. ЭОП 6 преобразует изображение в видимый диапазон спектра и усиливает его до уровня, воспринимаемого глазом наблюдателя. С экрана ЭОПа 6 изображение рассматривается через окуляр 7.

Фон отражает зондирующие импульсы диффузно, а ОЭП 9 отражает долю зондирующего излучения, пропорциональную показателю световозвращения ОЭП 9, в обратном направлении с малой расходимостью. За счет различий характеров отражений, в изображении фона доминирует непрерывная компонента излучения, определяемая естественной освещенностью фона, а в изображении ОЭП 9 - доминирует мигающая компонента излучения, определяемая зондирующей подсветкой. Поскольку заметность мигающего изображепия ОЭП 9 в несколько раз выше, чем немигающего, требуемое для устойчивого обнаружения оператором отношение сигнал/фон в несколько раз меньше, что позволяет обнаруживать ОЭП 9 на большей дальности и/или увеличить угловой размер зондирующего излучения при той же мощности лазерного излучателя 1.

В условиях низкой естественной освещенности, когда в воспринимаемом изображении фона становится заметной доля зондирующей подсветки (фон начинает мигать), мощность зондирующей подсветки умепьшается при помощи регулятора 3 средней мощпости излучателя. Регулятор 3 может иметь ручной, автоматический (по пульсации тока через ЭОП) или смешанный варианты реализации.

В условиях высокой освещенности яркость фона понижается перекрытием принимаемого излучения интерференционным фильтром 4 и/или регулиров(

кой скважности импульсов, открывающих затвор 8 ЭОПа 6. Эта регулировка также может иметь ручной, автоматический или смешанный варианты реализации.

Яркость плохо видимого в условиях низкой освещенности фона поднимается снятием интерференционного фильтра 4.

При попадании в зондирующий луч мещающих обнаружению объектов они могут быть подавлены при помощи ручки регулировки строба дальности, поступающего на затвор 8 ЭОПа 6 (на рисунке не показана).

Таким образом, по сравнению с прототипом, предложенная полезная модель позволяет повысить дальность обнаружения и улучшить поисковые характеристики устройства.

Claims (5)

1. Устройство для обнаружения оптических и оптико-электронных приборов, содержащее лазерный излучатель, и оптически согласованный с ним канал наблюдения, включающий электронно-оптический преобразователь (ЭОП) с приемным объективом и средство наблюдения изображения на экране ЭОПа, отличающееся тем, что в лазерный излучатель введен модулятор излучения с частотой 0,2-25 Гц.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ЭОП оснащен регулируемым по скважности затвором.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что объектив ЭОПа дополнен интерференционным фильтром, согласованным с лазерным излучателем по спектру излучения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лазерный излучатель оснащен регулятором мощности.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что затвор ЭОПа выполнен с возможностью стробирования по дальности.