Окуляр спостережно-візирного приладу

1. Окуляр спостережно-візирного приладу, що містить оптичну систему, в предметній площині якої розміщено формувач зображення службових індексів, який відрізняється тим, що у вихідній апертурі оптичної системи встановлений з нахилом до оптичної осі світлоподільник, який за допомогою додатково введеного колімуючого об'єктива спрягає вихідну зіницю оптичної системи з поверх 35938 ташованого на об'єкті-носієві СВП, спроможного забезпечувати імітацію в навколишньому просторі цілей безпосередньо на об'єкті. Поставлена мета досягається тим, що в окулярі СВП, що містить оптичну систему, в предметній площині якої розміщено формувач зображення службових індексів, наприклад, візирної чи прицільної сітки, - у вихідній апертурі оптичної системи встановлений з нахилом до оптичної осі світлоподілювач, який за допомогою додатково введеного колімуючого об'єктиву спрягає вихідну зіницю оптичної системи з поверхнею додатково введеного формувача зображення імітованої просторовоцільової обстановки. Зіставлення запропонованого технічного рішення з окуляром відомої конструкції [4, рис. 18.10], який прийнято за прототип, свідчить про таке. Окуляр, що пропонується, відрізняється наявністю додаткового каналу імітації, що містить світлоподілювач, додаткові об'єктив та формувач з поверхнею, яка імітує зображення оточуючого простору з цілями. Оскільки в інших технічних рішеннях в області оптичних СВП аналогічної сукупності ознак не виявлено, то можна зробити висновок про новизну запропонованого окуляра. Аналіз конструкції запропонованого окуляра свідчить, що вона і, зокрема, її оптична система реалізуються відомою елементною базою [3, 4], що дозволяє зробити висновок про можливість промислового відтворення окуляра. Аналіз мети винаходу, запропонованої у пристрої схемотехніки для її реалізації та заявленої сукупності ознак, що існують та що вводяться, дозволяє зробити такі судження. Розміщення світлоподілювача у вихідній апертурі оптичної системи (тобто в паралельних пучках променів) з одного боку не змінює кратності збільшення СВП і не порушує структури променів, що надходять до очей оператора від візирної сітки, а з другого боку - дозволяє ввести колімоване зображення оточуючого простору з імітованими цілями. При цьому окуляр може використовуватись у двох режимах роботи. У режимі тренування оператора вузол, який містить світлоподілювач, колімуючий об'єктив та формувач зображення імітованої просторово-цільової обстановки, сполучається з оптичною системою окуляра СВП безпосередньо на об'єкті-носієві. У бойовому (штатному) режимі світлоподілювач може бути виведений з вихідної апертури оптичної системи, наприклад, може бути знятий з окуляра без будь-якої додаткової юстировки оптичних елементів, що залишились. Таким чином, оператор має можливість провадити тренування на своєму робочому місці на носії без використання реальних цілей, що дуже вигідно в організаційноекономічному плані. Все це свідчить про корисний ефект, який забезпечує запропонований окуляр. Отже запропонований окуляр відповідає усім необхідним критеріям патентоздатності. Викладена суть пропозиції пояснюється нижченаведеним описом та кресленнями, де зображено: - на фіг. 1 - оптичну схему окуляра, що пропонується; - на фіг. 2 - схему хода променів в окулярі, що пропонується, у режимі тренування оператора; - на фіг. 3 - варіант оптичної схеми запропонованого окуляра. У склад окуляра СВП, що пропонується, входять (фіг. 1): оптична система 1, формувач зображення службових індексів (візирна чи прицільна сітка) 2, світлоподілювач 3, колімуючий об'єктив 4 та поверхня 5 формувача зображення імітованої просторово-цільової обстановки, наприклад, екран електронно-променевої трубки (ЕПТ) чи двохкоординатно рухома сітка-трафарет з малюнком імітованої цілі. Формувач 2, функцію якого виконує візирна чи прицільна сітка, розміщено у предметній площині оптичної системи 1. Зауважимо, що в СВП, де застосовують відомий чи запропонований окуляр, введення службових індексів (сіток) у вхідну апертуру оптичної системи окуляра може здійснюватись за допомогою різного типу світлоподілюючих елементів: кубиків та інше [1, 4]. Світлоподілювач 3 нанесено (приєднано) на поверхню оптичної деталі б у вигляді плоскопаралельної пластинки, яка встановлена під кутом до осі оптичної системи 1, в межах її вихідної апертури. Світлоподілювач 3 оптично спрягає поверхню 5 формувача імітованого зображення за допомогою колімуючого об'єктива 4, який розміщено поза межами вихідної апертури оптичної системи 1, з вихідною зіницею окуляра. Екран ЕПТ 5, який відіграє роль поверхні формувача імітованого зображення, розміщено у фокальній поверхні об'єктиву 4. Запропонований окуляр функціонує таким чином (фіг. 2). У режимі тренування оператора у роботі беруть участь усі оптичні елементи, зображені на фіг. 1. На екрані ЕПТ 5 синтезується, наприклад, за допомогою обчислювальної машини, фоноцільова обстановка. Об'єктив 4 колімує цю динамічну картину в кутовому масштабі, який відповідає збільшенню всієї оптичної системи СВП, а світлоподілтовач 3 спрямовує це зображення в око оператора, яке знаходиться у вихідній зіниці оптичної системи 1 окуляра. Пучки променів, які формують це зображення, показано на фіг. 2 пунктиром з одинарною стрілкою. Крізь світлоподілтовач 3 та оптичну систему 1 оператор спостерігає зображення візирної сітки 2. Пучки променів, які формують це зображення, показано пунктиром з подвоєною стрілкою. Імітація супроводження цілі чи прицілювання здійснюється шляхом повороту самого СВП або об'єкта-носія, де цей прилад встановлено, при якому зображення цілі віртуальне змішується програмно-математичним шляхом по поверхні екрана 5 відповідно до керуючих дій оператора аж до суміщення з елементами візирної сітки 2. Процес візирування-прицілювання реалізується в угловому діапазоні 2βi£1βc, де 2βi - поле зору екрана ЕПТ 5, а 2βc - поле зору сітки 2. При цьому за допомогою оптичної схеми всього приладу оператор в змозі спостерігати реальну навколишню обстановку, що складається навколо об'єкта-носія в полі зору 2βo об'єктива СВП: 2βo=2βc/Г, де Гзбільшення оптичної системи СВП. 2 35938 окуляра та СВП не потребують додаткової юстировки. При повторному переході до режиму тренування оператора знятий вузол повинен бути встановлений на місце. Зазначимо, що юстировка реалізується лише один раз - при попередній підготовці СВП до застосування на об'єкті-носієві шляхом переміщення "нуля" системи координат екрана ЕПТ 5 відносно перехрестя сітки 2, яке прийняте за базову систему координат. Справа може бути поліпшена (з точки зору стабільності конструкції), якщо використати квазімонохромну ЕПТ 5, а світлоподілювач 3 виконати у вигляді спектроподілювача, який відбиває в бік вихідної зіниці лише вузький спектр, що охоплює спектр випромінювання екрана ЕПТ 5, і пропускає до ока оператора іншу частину спектру, що сприймає око в діапазоні 0,38...0,76 мкм, від формувача зображення службових індексів 2. Таким чином, у порівнянні з відомим окуляром, запропонований окуляр забезпечує імітацію навколишнього простору, в т.ч. цілей, і відповідно тренування оператора безпосередньо на об'єкті, де встановлено сам СВП. Тренування оператора під час експлуатації та реального руху об'єктаносія поліпшує якість адекватної професійної підготовки оператора у режимах візирування (прицілювання) і, що важливо, в процесі супроводження цілей. Література: 1. С. В. Кулагин, В. Н. Дикарев, Г. М. Мосягин и др. Оптико-механические приборы, М., "Машиностроение", 1975, C. 399. 2. Л. П. Лазарев. Оптико-электронные приборы наведения, М., "Машиностроение", 1989, C. 509. 3. В. С. Бабенко. Имитаторы визуальной обстановки тренажёров летательных аппаратов, М., "Машиностроение", 1978, C. 143. 4. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Под общей редакцией М. Я. Кругера и В. А. Панова, Л-д, "Машиностроение", 1967, C. 760. Аналіз оптичної схеми, яку розглянуто, показує (див. фіг. 2), що відстань s ока оператора від крайньої точки деталі 6 визначається за формулою: s»p'-a-D, (1) де: р' та а - відстань вихідної зіниці та деталі 6 від останньої поверхні оптичної системи 1 відповідно, a D - світовий діаметр оптичної системи 1. Для збільшення відстані s з метою забезпечення зручностей для роботи оператора світлоподілювач 3 необхідно виконати у вигляді покриття, яке нанесене на навкісну (діагональну) грань склейки з двох призм 7 та 8 (фіг. 3), які мають таку форму, що утворюють разом плоскопаралельну пластинку 6. Бокова поверхня цієї пластинки 6, яка звернута до об'єктива 4 (тобто грань призми 8), виконана плоскою, полірованою. Окуляр з таким світлоподілювачем 3 працює аналогічно розглянутому вище. Різниця лише в тому, що пучки променів, які виходять з оптичної системи 1 та об'єктива 4, зазнають відповідного заломлення на площинах пластинки 6, і це необхідно ураховувати при розрахунку окуляра. Відстань ока оператора від пластинки б у цьому випадку визначається за формулою: s=р'-а-d/n, (2) де: d- товщина пластинки 6, а n- показник заломлення матеріалу призм 7 та 8. Якщо d»D, то виграш у відстані s становить: Ds»D(1-1/ n)»0,375D (3) для середнього значення параметра n=1,6250. Як вказано вище, у бойовому режимі вузол, який містить світлоподілювач 3, об'єктив 4 та ЕПТ 5, може бути виведений з оптичного каналу СВП, і оптична система окуляра 1 працює з іншими елементами оптичної схеми приладу без будь-яких конструктивних змін. При цьому оптичні елементи 3 35938 Фіг. 1 Фіг. 2 4 35938 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5