RU194248U1

RU194248U1 - Active-pulsed night vision television with strobe

Info

Publication number: RU194248U1
Application number: RU2019130306U
Authority: RU
Inventors: Виктор Генрихович Волков; Яков Владимирович Гицилевич; Павел Дмитриевич Гиндин; Владимир Владимирович Карпов; Сергей Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "Московский завод "САПФИР"
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2019-12-04

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов-наблюдения, в частности к приборам ночного видения. Активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения (АИ ТВ ПНВ) содержит импульсный лазерный осветитель (1), блок стробирования (3), блок наблюдения (2), блок стробоскопа (22), тепловизионный канал (31). Обеспечивается измерение скорости до подвижного объекта наблюдения, ввод значения измерения дальности с помощью цифрового ее измерителя в поле зрения АИ ТВ ПНВ, повышение дальности обнаружения объекта за счет дополнительного введения тепловизионного канала, а также повышение дальности распознавания объекта за счет суммирования импульсов подсвета импульсного лазерного осветителя и блока блок стробоскопа. 1 ил.The proposed utility model relates to the technique of optoelectronic monitoring devices, in particular to night vision devices. An active-pulsed night-vision television device (AI TV PNV) contains a pulsed laser illuminator (1), a strobe block (3), a surveillance unit (2), a strobe block (22), a thermal imaging channel (31). It provides speed measurement to a moving object of observation, input of a distance measurement value using its digital meter in the field of view of the PNV AI TV, increase in the detection range of the object due to the additional introduction of the thermal imaging channel, as well as increase in the recognition distance of the object by adding the illumination pulses of the pulsed laser illuminator and block block strobe. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к приборам ночного видения.The proposed utility model relates to the technique of optoelectronic observation devices, in particular, to night vision devices.

Известно оптико-электронное устройство-стробоскоп (см. Светодиодный стробоскоп РСЕ LES-200.www.setrix.ru). Он состоит из блока регулировки частоты, подключенного через импульсный блок питания к строб-вспышке, на которую сфокусирован объектив формирования ее излучения. Второй выход блока регулировки частоты подключен к индикатору скорости. Частота в блоке регулировки частоты плавно регулируется с помощью рукоятки управления. Сигнал с выхода регулятора частоты поступает в импульсный блок питания, который обеспечивает импульсное питание строб-вспышки. Она формирует мощные импульсы-вспышки, которыми подсвечивается подвижный объект (например, движущаяся автомашина). Наблюдая этот объект, оператор, работая рукояткой управления регулировки частоты, добивается такого положения, при котором объект наблюдения воспринимается как неподвижный. Это и будет частота, соответствующая скорости движения объекта. При этом на индикаторе скорости высвечивается ее значение, оцифрованное в единицах скорости. Данное устройство сравнительно легкое и компактное, но не обеспечивает работу при пониженном уровне освещенности (сумерки, ночь).A known optical-electronic device-strobe (see LED strobe PCE LES-200.www.setrix.ru). It consists of a frequency control unit connected via a switching power supply to a strobe flash, on which the lens of formation of its radiation is focused. The second output of the frequency control unit is connected to a speed indicator. The frequency in the frequency control unit is continuously adjustable using the control knob. The signal from the output of the frequency controller enters the switching power supply, which provides pulse power to the strobe flash. It forms powerful flash pulses, which illuminate a moving object (for example, a moving car). Observing this object, the operator, working with the frequency adjustment control knob, achieves a position in which the observation object is perceived as stationary. This will be the frequency corresponding to the speed of the object. At the same time, its value, digitized in units of speed, is displayed on the speed indicator. This device is relatively light and compact, but does not work at low light levels (twilight, night).

Известен наиболее близкий аналог предлагаемой полезной модели, принятый за прототип АИ телевизионный прибор ночного видения (АИ ТВ ПНВ) (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Техническое зрение. Инновации. М., Техносфера, 2014 г., 840.с., с. 19, рис. 1.1.6.). Он включает импульсный лазерный осветитель, состоящий из блока накачки, импульсного лазерного полупроводникового излучателя (ИЛПИ) и объектива формирования излучения, сфокусированного на ИЛПИ. К ИЛПИ подключен выход блока накачки. АИ ТВ ПНВ содержит также блок стробирования, содержащий задающий генератор импульсов, первый выход которого подключен к входу блока накачки, а второй выход через блок регулируемой задержки подключен к формирователю стробирующих импульсов (ФСИ). АИ ТВ ПНВ включает блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, узкополосного фильтра, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, к которой подключен выход ФСИ, оптики переноса, первый линзовый компонент которой сфокусирован на экран ЭОП, а второй ее линзовый компонент - на матрицу прибора с зарядовой связью (ПЗС) телевизионной (ТВ) камеры, подключенной к ТВ монитору. Данное устройство за счет вывода изображения на экран ТВ монитора позволяет снизить утомляемость оператора, а также обеспечить возможность цифровой обработки изображении в реальном масштабе времени, дублирования изображения для двух или нескольких операторов. АИ ТВ ПНВ обеспечивает работу оператора при пониженном уровне освещенности - в сумерках и ночью как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы в присутствии в поле зрения световых помех, а также точное измерение дальности до объекта наблюдения. Однако недостатком устройства является невозможность измерения скорости наблюдаемых подвижных объектов, невозможность ввода значения измеренной дальности до объекта в поле зрения АИ ТВ ПНВ, а также небольшая дальность обнаружения и распознавания объекта.The closest analogue of the proposed utility model is known, adopted for the prototype of AI night vision television device (AI TV NVD) (see Volkov V.G., Gindin P.D. Technical Vision. Innovations. M., Technosphere, 2014, 840 .s., p. 19, Fig. 1.1.6.). It includes a pulsed laser illuminator consisting of a pump unit, a pulsed laser semiconductor emitter (ILPI) and a lens for generating radiation focused on ILPI. The pump block output is connected to ILPI. AI TV PNV also contains a strobing unit containing a master pulse generator, the first output of which is connected to the input of the pump unit, and the second output is connected through an adjustable delay unit to a gate pulse generator (FSI). AI TV PNV includes an observation unit, consisting of a series-mounted lens on the optical axis, a narrow-band filter, an electron-optical converter with a microchannel plate, to which an FSI output is connected, transfer optics, the first lens component of which is focused on the image intensifier screen, and its second lens component - to the matrix of the device with charge-coupled (CCD) television (TV) camera connected to a TV monitor. This device, by displaying the image on the TV monitor screen, reduces operator fatigue, as well as provides the ability to digitally process the image in real time, duplicate the image for two or more operators. AI TV PNV ensures the operator’s work at a low level of illumination - at dusk and at night, both at normal and at a reduced transparency of the atmosphere in the presence of light noise in the field of view, as well as accurate measurement of the distance to the object of observation. However, the disadvantage of this device is the inability to measure the speed of the observed moving objects, the inability to enter the value of the measured distance to the object in the field of view of the AI TV NVD, as well as the small detection and recognition range of the object.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение измерения скорости подвижных наблюдаемых объектов, с возможностью ввода значения измеренной дальности в поле зрения прибора и повышения дальности обнаружения и распознавания объектов наблюдения в ночных условиях.The objective of the proposed utility model is to provide measurement of the speed of moving observable objects, with the ability to enter the value of the measured range in the field of view of the device and increase the range of detection and recognition of objects under observation at night.

Указанный технический результат достигается за счет того, что, благодаря введенному в АИ ТВ ПНВ блоку стробоскопа, устройство обеспечивает измерение скорости до подвижного объекта наблюдения, ввод значения измерения дальности с помощью цифрового ее измерителя в поле зрения АИ ТВ ПНВ, повышение дальности обнаружения объекта за счет дополнительного введения тепловизионного канала, а также повышение дальности распознавания объекта за счет суммирования импульсов подсвета импульсного лазерного осветителя и блока блок стробоскопа.The specified technical result is achieved due to the fact that, thanks to the stroboscope unit introduced into the AI TV PNV, the device provides speed measurement to a moving object of observation, inputting a distance measurement value using its digital meter in the field of view of the AI TV NVD, increasing the detection range of the object due to additional introduction of the thermal imaging channel, as well as increasing the recognition range of the object by adding up the illumination pulses of the pulsed laser illuminator and the strobe block unit.

Активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения, состоящий из импульсного лазерного осветителя, содержащего блок накачки, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель, к входу которого подключен блок накачки, и объектив формирования излучения, сфокусированный на излучающую поверхность импульсного лазерного полупроводникового излучателя, блок стробирования, содержащего задающий генератор импульсов, первый выход которого подключен к входу блока накачки, блок регулируемой задержки, вход которого подключен ко второму выходу задающего генератора импульсов и формирователь стробирующих импульсов, к входу которого подключен выход блока регулируемой задержки, блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, узкополосного фильтра, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, оптики переноса, телевизионной камеры, подключенной к телевизионному монитору, причем первый компонент оптики переноса сфокусирован на экран электронно-оптического преобразователя, а второй ее компонент - на матрицу ПЗС телевизионной камеры, выход формирователя стробирующих импульсов подключен к микроканальной пластине электронно-оптического преобразователя, отличающийся тем, что дополнительно содержит блок стробоскопа, содержащий регулятор частоты с рукояткой ее управления, импульсный блок питания, строб-вспышку и объектив формирования излучения строб-вспышки, причем вход регулятора частоты подключен к первому выходу задающего генератора импульсов, первый выход регулятора частоты подключен к входу импульсного блока питания, на изучающую поверхность строб-вспышки сфокусирован объектив формирования излучения строб-вспышки, второй выход регулятора частоты подключен через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, цифровой измеритель скорости, цифро-аналоговый преобразователь строб-вспышки к телевизионному монитору, а второй выход блока регулируемой задержки через последовательно соединенные измеритель временных интервалов, цифровой индикатор дальности и цифро-аналоговый преобразователь подключен к телевизионному монитору, а также дополнительно содержит тепловизионный канал, состоящий из инфракрасного объектива и тепловизионного модуля, содержащего микроболометрическую матрицу фотодетекторов и подключенный к ее выходу электронный блок, выход которого подключен к телевизионному монитору, а инфракрасный объектив сфокусирован на микроболометрическую матрицу фотодетекторов.An active-pulsed night-vision television device, consisting of a pulsed laser illuminator containing a pump unit, a pulsed laser semiconductor emitter, to the input of which a pump unit is connected, and a radiation generating lens focused on the radiating surface of the pulsed laser semiconductor emitter, a gating unit containing a master oscillator pulses, the first output of which is connected to the input of the pump unit, an adjustable delay unit, the input of which is connected to the second output a master pulse generator and a gate pulse generator, to the input of which an output of an adjustable delay unit is connected, an observation unit consisting of a series-mounted lens on the optical axis, a narrow-band filter, an electron-optical converter with a microchannel plate, transfer optics, a television camera connected to a television monitor, and the first component of the transfer optics is focused on the screen of the electron-optical converter, and its second component is focused on the CCD of the television camera, the output of the gate pulse generator is connected to a microchannel plate of the electron-optical converter, characterized in that it further comprises a strobe block containing a frequency controller with its control handle, a switching power supply, a strobe flash and a strobe flash emission generating lens, the input being the frequency controller is connected to the first output of the master pulse generator, the first output of the frequency controller is connected to the input of the switching power supply to the learning surface The strobe flash is focused on the strobe flash emission lens, the second output of the frequency controller is connected through a series-connected analog-to-digital converter, a digital speed meter, a digital-to-analog strobe flash converter to a television monitor, and the second output of the adjustable delay unit through a series-connected meter time intervals, a digital range indicator and a digital-to-analog converter are connected to a television monitor, and also additionally contains um a thermal imaging channel consisting of an infrared lens and a thermal imaging module containing a microbolometric photodetector matrix and an electronic unit connected to its output, the output of which is connected to a television monitor, and the infrared lens is focused on the microbolometric photodetector matrix.

Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на чертеже фиг. 1. АИ ТВ ПНВ содержит импульсный лазерный осветитель (ИЛО) 1, блок наблюдения (БН) 2, блок стробирования (БС) 3. ИЛО 1 содержит блок накачки 4, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель (ИЛПИ) 5 и объектив формирования излучения (ОФИ) 6. Блок накачки 4 подключен к входу ИЛПИ 5, на излучающую поверхность которого сфокусирован ОФИ 6. БН 2 содержит последовательно установленные на оптической оси объектив 7, узкополосный фильтр 8, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 9 с микроканальной пластиной (МКП) 10, оптику переноса 11, первый компонент 12 которой сфокусирован на экран ЭОП 9, а второй компонент 13 - на матрицу ПЗС телевизионной (ТВ) камеры 14, подключенной к ТВ монитору 15. БС 3 содержит задающий генератор импульсов (ЗГИ) 16, первый выход которого подключен ко входу блока накачки 4, блок регулируемой задержки (БРЗ) 17, вход которого подключен ко второму выходу ЗГИ 16 и формирователь стробирующих импульсов (ФСИ) 18, ко входу которого подключен выход БРЗ 17, а выход ФСИ 18 подключен к МКП 10 ЭОП 9. Второй выход БРЗ 17 подключен через последовательно соединенные измеритель временных интервалов (ИВИ) 19, цифровой индикатор дальности (ЦИД) 20 и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 21 к ТВ монитору 15. Устройство содержит блок стробоскопа 22. Он в свою очередь содержит регулятор частоты 23 с рукояткой управления частотой 24, импульсный блок питания (ИБП) 25, строб-вспышку 26 и ОФИ строб-вспышки 27. При этом вход регулятора частоты 23 подключен к первому выходу ЗГИ 16, а первый выход регулятора частоты 23 через ИБП 25 подключен к входу строб-вспышки 26, на излучающую поверхность которой сфокусирован ОФИ строб-вспышки 27. Второй выход регулятора частоты 23 подключен через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 28, цифровой измеритель скорости (ЦИС) 29 и ЦАП строб-вспышки 30 к ТВ монитору 15. Устройство содержит также тепловизионный (ТВП) канал 31. Он состоит из инфракрасного (ИК) объектива 32 и ТВП модуля 33. Последний содержит микроболометрическую матрицу (МБМ) фотодетекторов 34 и электронный блок 35, выход которого подключен к ТВ монитору 15. ИК объектив 32 сфокусирован на МБМ фотодетекторов 34, выход которой подключен к электронному блоку 35.The block diagram of the proposed utility model is presented in the drawing of FIG. 1. AI TV PNV contains a pulsed laser illuminator (ILO) 1, a surveillance unit (BN) 2, a gating unit (BS) 3. ILO 1 contains a pump unit 4, a pulsed laser semiconductor emitter (ILPI) 5 and a radiation generating lens (OFI) 6. The pump unit 4 is connected to the input of the ILPI 5, on the emitting surface of which the OFI 6 is focused. BN 2 contains a lens 7 sequentially mounted on the optical axis, a narrow-band filter 8, an electron-optical converter (EOC) 9 with a microchannel plate (MCP) 10, optics transfer 11, the first component 12 to The focus is focused on the screen of the image intensifier tube 9, and the second component 13 is focused on the CCD of the television (TV) camera 14 connected to the TV monitor 15. BS 3 contains a master pulse generator (PGI) 16, the first output of which is connected to the input of the pump unit 4, block adjustable delay (BRZ) 17, the input of which is connected to the second output of the ZGI 16 and the gate pulse generator (FSI) 18, to the input of which the output of the BRZ 17 is connected, and the output of the FSI 18 is connected to the MCP 10 of the image intensifier tube 9. The second output of the BRZ 17 is connected through series connected time interval meter (IVI) 19, a digital range indicator (DID) 20 and a digital-to-analog converter (DAC) 21 to the TV monitor 15. The device contains a strobe block 22. It in turn contains a frequency regulator 23 with a frequency control handle 24, a switching power supply (UPS) 25, a strobe -flash 26 and OFR of the flash strobe 27. In this case, the input of the frequency controller 23 is connected to the first output of the ZGI 16, and the first output of the frequency regulator 23 is connected via the UPS 25 to the input of the strobe-flash 26, on the emitting surface of which the OFR of the strobe-flash 27 is focused . The second output of the frequency controller 23 connect It can be connected through a series-connected analog-to-digital converter (ADC) 28, digital speed meter (DAC) 29 and DAC strobe flash 30 to a TV monitor 15. The device also contains a thermal imaging (TVP) channel 31. It consists of an infrared (IR) lens 32 and TVP module 33. The latter contains a microbolometric matrix (MBM) of photodetectors 34 and an electronic unit 35, the output of which is connected to a TV monitor 15. IR lens 32 is focused on the MBM photodetectors 34, the output of which is connected to the electronic unit 35.

Устройство работает следующим образом. При функционировании в сумерках и ночью АИ ТВ ПНВ работает в пассивном режиме. При этом излучение, определяемое уровнем естественной ночной освещенности (ЕНО), источником которой является излучение звезд и Луны, отражается от объекта наблюдения, окружающего его фона и приходит в БН 2. При этом узкополосный фильтр 8 выведен из хода лучей. ИЛО 1, БС 3 и блок стробоскопа 22 и ТВП модуль 33 отключены. Объектив 7 создает изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 9. Тот преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 10. Фотокатод ЭОП 9 работает в области спектра 0,4-0,9 мкм. Изображение с экрана ЭОП 9 с помощью оптики переноса 11 - ее первого 12 и второго 13 компонентов переносится на матрицу ПЗС ТВ камеры 14. Видеосигнал с ее выхода передается в ТВ монитор 15. С его экрана оператор наблюдает широкопольное изображение (например, в угле поля зрения 8°), осуществляя поиск и обнаружение объекта наблюдения. При недостаточно высоком уровне ЕНО и снижении прозрачности атмосферы, связанной с появлением дымки, тумана, дождя, снегопада и др. дальность обнаружения объекта при работе БН 2 в пассивном режиме падает. Для повышения дальности обнаружения объекта в этих условиях служит ТВП канал 31, в котором включается ТВП модуль 33. При этом собственное тепловое излучение объекта и фона приходит в ИК объектив 32. Он создает тепловое изображение объекта и фона на МБМ фото детекторов 34 ТВП модуля 33. МБМ фото детекторов 34 работает в области спектра 8-12 мкм. МБМ фотодетекторов 34 преобразует тепловое изображение в электрический сигнал, который поступает в электронный блок 35. В нем происходит усиление сигнала и его цифровая обработка в реальном масштабе времени. В электронном блоке 35 происходит формирование видеосигнала, который с выхода электронного блока 35 передается в ТВ монитор 15. С его экрана оператор наблюдает изображение в широком угле поля зрения (например, 6×3° или 8×4°), осуществляя поиск и обнаружение объекта на повышенной дальности. После обнаружения объекта АИ ТВ ПНВ переводится в активно-импульсный (АИ) режим работы. При этом ТВП канал 31 отключен, а включаются ИЛО 1, БС 3 и блок стробоскопа 22. Узкополосный фильтр 8 вводится в ход лучей. С первого выхода ЗГИ 16 подаются синхроимпульсы на вход блока накачки 4 и на вход регулятора частоты 23. Блок накачки 4 выдает на выходе соответствующие синхроимпульсам импульсы тока накачки. Они возбуждают ИЛПИ 5. Тот генерирует импульсы излучения на длине волны 0,85 мкм. Они коллимируются с помощью ОФИ 6 и направляются на объект наблюдения, подсвечивая его. Одновременно регулятор частоты 23 создает на своем выходе запускающие импульсы, подавая их в ИБП 25. Тот создает на своем выходе импульсы электрического питания, которые подаются в строб-вспышку 26. Она генерирует импульсы излучения на длинах волн 0,63 мкм и 0,85 мкм. ОФИ строб-впышки 27 коллимирует это излучение и направляет его на объект наблюдения, подсвечивая его. Таким образом, импульсы подсвета от ИЛО 1 и от блока стробоскопа 22 складываются. Это приводит, в конечном счете, к возрастанию дальности распознавания объекта при работе АИ ТВ ПНВ в АИ режиме. Импульсы излучения, отраженные от объекта, приходят в БН 2. Его объектив 7 создает импульсное изображение объекта на фотокатоде ЭОП 9. При этом узкополосный фильтр 8 пропускает излучение на длинах волн 0,63 мкм и 0,85 мкм. Полоса пропускания фильтра на этих длинах волн равна полосе излучения ИЛПИ 5 и строб-вспышки 26 соответственно. Фильтр 8 осуществляет селекцию объекта на фоне световых помех. Одновременно с выдачей сигналов с первого выхода ЗГИ 16 со второго его выхода подаются синхроимпульсы на вход БРЗ 17. В нем осуществляется плавная регулировка задержки импульсов со второго выхода ЗГИ 16 по отношению к синхроимпульсам с первого выхода ЗГИ 16. Синхроимпульсы с выхода БРЗ 17 поступают в ФСИ 18. До прихода импульсов излучения на фотокатод ЭОП 9 ФСИ 18 создает на МКП 10 запирающее ее напряжение постоянного смещения. Однако в момент прихода импульса излучения на фотокатод ЭОП 9 ФСИ 18 подает на МКП 10 отпирающие импульсы напряжения с полярностью, противоположной по знаку полярности напряжения постоянного смещения и равной ему по амплитуде. Благодаря этому МКП 10, выполняющая роль электронного затвора, отпирается на время длительности импульса строба, равное или несколько превышающее длительность импульса излучения подсвета. При этом ЭОП 9 преобразует изображение в видимое и с помощью МКП 10 усиливает его по яркости. Далее изображение с экрана ЭОП 9 с помощью оптики переноса 11 (ее первого 12 и второго 13 компонентов) передается на матрицу ПЗС ТВ камеры 14. Видеосигнал с ее выхода передается в ТВ монитор 15. С его экрана оператор наблюдает изображение в узком угле поля зрения (например, 40'×20') и распознает его. Как уже говорилось, для обеспечения синхронной работы ИЛО 1 и блока стробоскопа 22 в БРЗ 17 осуществляется плавная регулировка задержки. Как только она окажется равной времени прохождения импульсом излучения подсвета расстояния от АИ ТВ ПНВ до объекта и обратно, оператор увидит изображение объекта. Поскольку задержка соответствует дальности до объекта, то ее можно использовать для измерения этой дальности. Для этого сигнал задержки со второго выхода БРЗ 17 передается в ИВИ 19, который преобразует аналоговый сигнал задержки в последовательность цифровых импульсов, осуществляя их подсчет и передачу ЦИД 20. Сигнал с его выхода передается в ЦАП 21. Он преобразует цифровой сигнал в аналоговый, который поступает в ТВ монитор 15. С его экрана оператор считывает значение дальности до объекта. Для осуществления измерения скорости движения объекта и для ослепления противника используется блок стробоскопа 22. В его регуляторе частоты 23 плавно регулируется частота с помощью рукоятки 24. Наблюдая изображение объекта с экрана ТВ монитора 15, оператор плавно регулирует частоту в регуляторе частоты 23 до тех пор, пока изображение становится неподвижным. Это и будет частота, соответствующая скорости движения объекта. Для ее измерения указанная частота со второго выхода регулятора частоты 23 передается в АЦП 28, где преобразуется в цифровую форму. Сигнал с выхода АЦП 28 поступает в ЦИС 29, где измеряется скорость. Сигнал с выхода ЦИС 29 передается в ЦАП блока стробоскопа 30, где преобразуется в аналоговую форму. С выхода ЦАП стробоскопа 30 сигнал передается в ТВ монитор 15, с экрана которого оператор считывает значение скорости. При работе в дневных условиях оператор видит подсвечиваемый объект благодаря работе строб-вспышки 26 на длине волны 0,63 мкм. При работе строб-вспышки на низкой частоте (порядка 5 Гц) блок стробоскопа 22 используется для ослепления противника и оказания на него сильного психологического воздействия. В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и осуществлено его макетирование.The device operates as follows. When operating at dusk and at night, AI TV PNV operates in a passive mode. In this case, the radiation determined by the level of natural night illumination (EHR), the source of which is the radiation of stars and the Moon, is reflected from the object of observation, the background surrounding it and comes into BN 2. At the same time, the narrow-band filter 8 is removed from the path of the rays. ILO 1, BS 3 and the strobe block 22 and the TVP module 33 are disabled. The lens 7 creates an image of the object and background on the photocathode of the image intensifier tube 9. It converts the image into a visible one and enhances it in brightness using the MCP 10. The photocathode image intensifier tube 9 operates in the spectral region of 0.4-0.9 μm. The image from the screen of the image intensifier tube 9 using the transfer optics 11 - its first 12 and second 13 components is transferred to the CCD matrix of the TV camera 14. The video signal from its output is transmitted to the TV monitor 15. From its screen the operator observes a wide-field image (for example, in the angle of the field of view 8 °), searching for and detecting the object of observation. With an insufficiently high level of EHO and a decrease in the transparency of the atmosphere associated with the appearance of haze, fog, rain, snowfall, etc., the detection range of the object during BN 2 operation in the passive mode decreases. To increase the detection range of an object under these conditions, a TVP channel 31 is used, in which the TVP module 33 is turned on. In this case, the thermal radiation of the object and background comes into the IR lens 32. It creates a thermal image of the object and background on the MBM photo of detectors 34 of the TVP module 33. MBM photo detectors 34 operate in the 8-12 μm spectrum region. MBM photodetectors 34 converts the thermal image into an electrical signal, which enters the electronic unit 35. In it, the signal is amplified and digitally processed in real time. In the electronic unit 35, a video signal is generated, which is transmitted from the output of the electronic unit 35 to the TV monitor 15. From its screen, the operator observes the image in a wide angle of the field of view (for example, 6 × 3 ° or 8 × 4 °), searching for and detecting an object at increased range. After detecting the object, the AI TV NVD is switched to the active-pulse (AI) mode of operation. When this TVP channel 31 is turned off, and turn on the PLA 1, BS 3 and the strobe unit 22. A narrow-band filter 8 is introduced into the beam. From the first output of the ZGI 16, clock pulses are fed to the input of the pump unit 4 and to the input of the frequency regulator 23. The pump unit 4 generates pump current pulses corresponding to the clock pulses. They excite ILPI 5. It generates radiation pulses at a wavelength of 0.85 microns. They are collimated using OFI 6 and sent to the object of observation, highlighting it. At the same time, the frequency controller 23 creates triggering pulses at its output, feeding them to UPS 25. He creates electric power pulses at his output, which are supplied to the strobe flash 26. It generates radiation pulses at the wavelengths of 0.63 μm and 0.85 μm . The OFI strobe-flare 27 collimates this radiation and directs it to the object of observation, highlighting it. Thus, the illumination pulses from the ILO 1 and from the strobe block 22 are added. This ultimately leads to an increase in the recognition range of the object when the AI TV NVD operates in AI mode. The radiation pulses reflected from the object come to BN 2. Its lens 7 creates a pulsed image of the object on the photocathode of the image intensifier tube 9. At the same time, the narrow-band filter 8 passes radiation at the wavelengths of 0.63 μm and 0.85 μm. The passband of the filter at these wavelengths is equal to the emission band of ILPI 5 and strobe flash 26, respectively. Filter 8 selects an object against a background of light noise. Simultaneously with the issuance of signals from the first output of the ZGI 16 from its second output, the clock pulses are fed to the input of the BRZ 17. It smoothly adjusts the delay of the pulses from the second output of the ZGI 16 with respect to the clock pulses from the first output of the ZGI 16. The clock pulses from the output of the BRZ 17 arrive at the FSI 18. Prior to the arrival of radiation pulses to the photocathode, the image intensifier tube 9 FSI 18 creates a constant bias voltage locking it at the MCP 10. However, at the moment of the arrival of the radiation pulse to the photocathode, the image intensifier tube 9 FSI 18 delivers voltage unlocking pulses to the MCP 10 with a polarity opposite in sign of the polarity of the constant bias voltage and equal in amplitude to it. Due to this, the MCP 10, which plays the role of an electronic shutter, is unlocked for the duration of the strobe pulse, equal to or slightly greater than the duration of the backlight radiation pulse. In this case, the image intensifier tube 9 converts the image to visible and with the help of the MCP 10 enhances it in brightness. Next, the image from the screen of the image intensifier tube 9 using the transfer optics 11 (its first 12 and second 13 components) is transmitted to the CCD matrix of the TV camera 14. The video signal from its output is transmitted to the TV monitor 15. From its screen, the operator observes the image in a narrow angle of the field of view ( e.g. 40 '× 20') and recognizes it. As already mentioned, to ensure synchronous operation of the ILO 1 and the strobe block 22 in the BRZ 17, the delay is smoothly adjusted. As soon as it turns out to be equal to the time taken by the illumination pulse to pass the distance from the AI NVDTV to the object and back, the operator will see the image of the object. Since the delay corresponds to the range to the object, it can be used to measure this range. To do this, the delay signal from the second output of the BRZ 17 is transmitted to the IVI 19, which converts the analog delay signal into a sequence of digital pulses, counting and transmitting the DID 20. The signal from its output is transmitted to the DAC 21. It converts the digital signal to analog, which is fed in the TV monitor 15. From its screen, the operator reads the value of the distance to the object. To measure the speed of the object and to blind the enemy, a strobe block 22 is used. In its frequency controller 23, the frequency is continuously adjusted using the handle 24. Observing the image of the object from the TV monitor screen 15, the operator smoothly adjusts the frequency in the frequency controller 23 until the image becomes still. This will be the frequency corresponding to the speed of the object. To measure it, the indicated frequency from the second output of the frequency controller 23 is transmitted to the ADC 28, where it is converted to digital form. The signal from the output of the ADC 28 enters the CIS 29, where the speed is measured. The signal from the output of the CIS 29 is transmitted to the DAC of the strobe block 30, where it is converted into an analog form. From the output of the DAC of the strobe 30, the signal is transmitted to the TV monitor 15, from the screen of which the operator reads the speed value. When working in daytime conditions, the operator sees the illuminated object due to the operation of strobe flash 26 at a wavelength of 0.63 microns. When the strobe flash at a low frequency (about 5 Hz), the strobe block 22 is used to blind the enemy and exert a strong psychological effect on him. At present, a circuit diagram of the device has been developed and its prototyping has been carried out.

Таким образом, благодаря введенному в АИ ТВ ПНВ блоку стробоскопа, устройство обеспечивает измерение скорости до подвижного объекта наблюдения, ввод значения измерения дальности с помощью цифрового ее измерителя в поле зрения АИ ТВ ПНВ, повышение дальности обнаружения объекта за счет дополнительного введения тепловизионного канала, а также повышение дальности распознавания объекта за счет суммирования импульсов подсвета импульсного лазерного осветителя и блока строб-вспышки.Thus, thanks to the stroboscope unit introduced in AI TV NVD, the device provides speed measurement to a moving object of observation, inputting a distance measurement value using its digital meter in the field of view of AI TV NVD, increasing the detection range of an object due to the additional introduction of a thermal imaging channel, as well as increasing the recognition range of the object due to the summation of the illumination pulses of a pulsed laser illuminator and strobe-flash unit.

Claims

An active-pulsed night-vision television device with a stroboscope, consisting of a pulsed laser illuminator containing a pump unit, a pulsed laser semiconductor emitter, an input unit connected to a pump unit, and a radiation generating lens focused on the radiating surface of the pulsed laser semiconductor emitter, a strobing unit containing a master pulse generator, the first output of which is connected to the input of the pump unit, an adjustable delay unit, the input of which is connected n to the second output of the master pulse generator, and a gate pulse generator, to the input of which the output of the adjustable delay unit is connected, an observation unit consisting of a series-mounted lens on the optical axis, a narrow-band filter, an electron-optical converter with a microchannel plate, transfer optics, a television camera connected to a television monitor, the first component of the transfer optics being focused on the screen of the electron-optical converter, and its second component - on the matrix of the device with charge-coupled television camera, the output of the gate pulse generator is connected to the microchannel plate of the electron-optical converter, characterized in that it further comprises a strobe block containing a frequency controller with its control handle, a pulse power supply, a strobe flash and a formation lens radiation strobe flash, and the input of the frequency controller is connected to the first output of the master pulse generator, the first output of the frequency controller is connected to the pulse input of the power supply unit, the lens for generating radiation of the strobe flash is focused on the studying surface of the strobe flash, the second output of the frequency controller is connected through a series-connected analog-to-digital converter, a digital speed meter, a digital-to-analog converter of the strobe flash to a television monitor, and the second output of the adjustable delay unit through a series-connected meter of time intervals, a digital range indicator and a digital-to-analog converter is connected to a television monitor, and also additionally contains a thermal imaging channel, consisting of an infrared lens and a television module containing a microbolometric photodetector matrix and an electronic unit connected to its output, the output of which is connected to a television monitor, and the infrared lens is focused on the microbolometric photodetector matrix.