RU2344499C2 - Device of night viewer protection against optical interference - Google Patents
Device of night viewer protection against optical interference Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344499C2 RU2344499C2 RU2006107465/28A RU2006107465A RU2344499C2 RU 2344499 C2 RU2344499 C2 RU 2344499C2 RU 2006107465/28 A RU2006107465/28 A RU 2006107465/28A RU 2006107465 A RU2006107465 A RU 2006107465A RU 2344499 C2 RU2344499 C2 RU 2344499C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- electrochromic filter
- optical interference
- night
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к устройствам защиты приборов ночного видения от оптических помех ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазона.The proposed device relates to devices for protecting night vision devices from optical interference of ultraviolet, visible and infrared ranges.
Вышеуказанное устройство применяется при полетах или передвижениях носителей приборов ночного видения для обеспечения ориентировки носителей в пространстве, маскировки и исключения паразитных засветок видимым и инфракрасным излучением в темное время суток.The aforementioned device is used during flights or movements of night-vision device carriers to ensure carrier orientation in space, mask and eliminate spurious illumination by visible and infrared radiation in the dark.
Известны следующие способы и устройства защиты приборов ночного видения от оптических помех видимого и инфракрасного излучения:The following methods and devices for protecting night vision devices from optical interference of visible and infrared radiation are known:
а) защитные устройства с дополнительной подсветкой фотохромного материала [1, 2];a) protective devices with additional illumination of photochromic material [1, 2];
б) динамические ослабители на жидких кристаллах на основе использования твист-эффекта и с локальной модуляцией [3-5];b) dynamic attenuators on liquid crystals based on the use of the twist effect and with local modulation [3-5];
в) устройства на основе применения сегнетокерамических материалов [6, 7];c) devices based on the use of ferroceramic materials [6, 7];
г) оптические устройства на основе просветных или отражающих пространственно-временных модуляторов света [8, 9] - и др.d) optical devices based on translucent or reflecting spatio-temporal light modulators [8, 9] - and others.
Недостатками известных способов и устройств защиты приборов ночного видения являются большие масса и габариты, низкое быстродействие и низкий коэффициент пропускания в отсутствие помех, недостаточный динамический диапазон изменения яркости источников оптических помех, необеспечение надежной защиты в широком спектральном диапазоне, высокая стоимость.The disadvantages of the known methods and devices for protecting night vision devices are the large mass and dimensions, low speed and low transmittance in the absence of interference, insufficient dynamic range of brightness variation of optical noise sources, failure to provide reliable protection in a wide spectral range, high cost.
В качестве прототипа авторами выбрано устройство защиты органов зрения [1] как наиболее близкое по технической сущности. Недостатки прототипа указаны выше.As a prototype, the authors chose a device for protecting the organs of vision [1] as the closest in technical essence. The disadvantages of the prototype indicated above.
Цель изобретения - исключение вышеуказанных недостатков и обеспечение защиты прибора ночного видения от оптических помех, создающих в плоскости входного отверстия объектива освещенность более 1 люкса (лк), без прерывания процесса наблюдения.The purpose of the invention is the elimination of the above disadvantages and the protection of the night vision device from optical interference, creating in the plane of the inlet of the lens illumination of more than 1 lux (lux), without interrupting the observation process.
Для достижения указанной цели прибор ночного видения, снабженный оптическим фильтром из электрохромного материала (далее - электрохромный фильтр), изменяющего свой коэффициент пропускания оптического излучения под действием управляющего электрического напряжения, дополнительно снабжен измерительным каналом, формирующим управляющий сигнал для электрохромного фильтра.To achieve this goal, a night vision device equipped with an optical filter made of electrochromic material (hereinafter referred to as the electrochromic filter), which changes its transmittance of optical radiation under the influence of a control voltage, is additionally equipped with a measuring channel that generates a control signal for the electrochromic filter.
На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из прибора ночного видения I и канала измерения оптической помехи и формирования управляющего сигнала II. Прибор ночного видения I содержит последовательно оптически соединенные объектив 1, электрохромный фильтр 2, электронно-оптический преобразователь 3 и окуляр 4 (5 - орган зрения). Измерительный канал II включает в себя последовательно оптически связанные микрообъектив 6 и светоделительное зеркало 7, эталонный источник излучения 8 в виде импульсного светодиода, матричный (позиционно-чувствительный) фотоприемник 9, при этом эталонный источник излучения 8 электрически связан с генератором импульсов 10, образуя канал формирования эталонного сигнала; матричный фотоприемник 9 электрически связан через многоканальную схему сравнения 11 с многоканальным формирователем управляющего напряжения 12, включающим в себя многоканальный коммутатор 13, причем генератор импульсов 10 первым своим выходом соединен с импульсным светодиодом 8, а вторым выходом - с многоканальной схемой сравнения 11; многоканальный формирователь управляющего напряжения 12 связан через многоканальный коммутатор 13 с электрохромным фильтром 2.Figure 1 shows the functional diagram of the proposed device. The device consists of a night vision device I and a channel for measuring optical interference and generating a control signal II. The night vision device I contains a series-optically connected
На фиг.2 изображена электрическая схема электрохромного фильтра 2, электрически соединенного с многоканальным коммутатором 13.Figure 2 shows the electric circuit of an
Устройство работает следующим образом. Видимое Фν и инфракрасное Фе излучение оптической помехи Фп=Фν+Фе попадает одновременно в поле зрения прибора ночного видения I и на вход измерительного канала II. Прибор ночного видения формирует на выходе окуляра 4 изображение источника помехи, которая приводит к «растеканию» изображения по экрану электронно-оптического преобразователя 3 и последующей полной засветке экрана вследствие насыщения фотокатода электронно-оптического преобразователя 3. Таким образом, изображение окружающего пространства на выходе прибора ночного видения I полностью исчезает. Измерительный канал II предназначен для исключения последствий этого явления. Световой поток источника помехи Фп=Фν+Фе через микрообъектив 6 и светоделительное зеркало 7 попадает в определенное место матрицы чувствительных элементов матричного фотоприемника 10, в качестве которого применяется, например, прибор с зарядовой связью. Матричный фотоприемник 9 состоит из nxn чувствительных элементов и настроен на пороговую освещенность Епор=1 лк, при превышении которой должна срабатывать защита прибора ночного видения I. С этой целью пороговая освещенность задается эталонным источником излучения в виде импульсного светодиода 8, управляемого генератором импульсов 10, который вторым своим выходом соединен с многоканальной схемой сравнения 11, на которую подается эталонный сигнал с отрицательным знаком - -uэ, соответствующий пороговой освещенности Епор=1 лк матричного фотоприемника 9. Частота следования импульсов эталонного источника излучения 8 не должна создавать помех работе прибора ночного видения и поэтому выбирается из условия: f=(3…5)τПНВ,The device operates as follows. The visible Ф ν and infrared Ф е optical interference radiation Ф п = Ф ν + Ф е falls simultaneously in the field of view of the night-vision device I and at the input of the measuring channel II. The night-vision device generates at the output of the
где τПНВ - постоянная времени прибора ночного видения. На основной вход многоканальной схемы сравнения 11 поступает суммарный сигнал uΣ, равный сумме напряжения uТ, соответствующего текущей освещенности от оптической помехи, и напряжения uэ, соответствующего пороговой освещенности EПОР=1 лк:where τ NVD is the time constant of the night vision device. The main input of the
Таким образом, на выходе многоканальной схемы сравнения 11 формируется сигнал, пропорциональный текущей освещенности прибора ночного видения I:Thus, at the output of the
Сигнал (1) поступает в многоканальный формирователь управляющего напряжения 12, в котором формируется управляющий сигнал uy, поступающий далее через многоканальный переключатель 13 на электрохромный фильтр 2 с электрически управляемой функцией спектрального пропускания и изменяет его коэффициент пропускания таким образом, что полностью устраняет действие оптической помехи и позволяет наблюдать изображение окружающего пространства без яркостных искажений, вызываемых помехой.The signal (1) enters the multi-channel driver of the
Электрохромный фильтр 2 представляет собой электрохромный материал прямоугольной плоской формы в твердой или жидкой фазе, имеющий матричную конструкцию размером nxn элементов, в соответствии с размерами матричного фотоприемника 9, также имеющего nxn чувствительных элементов, каждый из которых имеет автономное электрическое управление коэффициентом пропускания излучения оптической помехи. Он устанавливается в фокальной плоскости объектива 1 и позволяет производить локальное затемнение того участка поля зрения прибора ночного видения I, на которое проецируется изображение оптической помехи. Включение соответствующего элемента электрохромного фильтра производится многоканальным переключателем 13 по сигналам многоканального формирователя управляющего напряжения 12.The
На фиг.3 показана схема, иллюстрирующая соответствие номера элемента изображения (i, j) оптической помехи в плоскости чувствительных элементов матричного фотоприемника 10 номеру элемента (i, j) электрохромного фильтра, изменяющего свой коэффициент пропускания (nг, nв - количество элементов матричного фотоприемника и электрохромного фильтра по горизонтали и вертикали соответственно).Figure 3 shows a diagram illustrating the correspondence of the number of the element of the image (i, j) of optical interference in the plane of the sensitive elements of the
Экспериментально установлено, что оптимальная освещенность входного отверстия объектива 1 прибора ночного видения II не должна превышать 1 люкс. Для этого измерительный канал освещается эталонным источником излучения в виде импульсного светодиода 8, создающим в плоскости матричного фотоприемника 9 пороговую освещенность Епор=1 люкс. В случае превышения порогового уровня освещенности - Ет>Eпор коэффициент пропускания электрохромного фильтра уменьшается до уровня, обеспечивающего оптимальные условия наблюдения:It was experimentally established that the optimal illumination of the inlet of the
где Еопт - оптимальная освещенность входного зрачка объектива 1 прибора ночного видения I; τу - управляемый коэффициент пропускания электрохромного фильтра; Ет - текущее значение освещенности входного зрачка объектива 1 прибора ночного видения I.where E opt is the optimal illumination of the entrance pupil of the
Из формулы (2)From the formula (2)
при Еопт=1 люкс; k=1 люкс-1 - коэффициент согласования размерности.when E opt = 1 lux; k = 1 lux -1 - coefficient of coordination of dimension.
На фиг.4 представлена расчетная зависимость коэффициента пропускания электрохромного фильтра от величины освещенности в плоскости матричного фотоприемника 10.Figure 4 presents the calculated dependence of the transmittance of the electrochromic filter on the amount of illumination in the plane of the
На фиг.5, 6 изображены типовые расчетые зависимости коэффициента пропускания электрохромного фильтра 2 от величины управляющего напряжения и закон изменения управляющего напряжения при увеличении освещенности прибора ночного видения I излучением оптической помехи.Figures 5, 6 show typical calculated dependences of the transmittance of the
В заявляемом устройстве, таким образом, предлагается использовать оптический фильтр из электрохромного материала:In the inventive device, therefore, it is proposed to use an optical filter of electrochromic material:
1) электрохромный фильтр выполняется в виде мозаичной структуры, каждый элемент которой имеет автономное электрическое управление коэффициентом пропускания в зависимости от положения источника оптической помехи в поле зрения прибора ночного видения;1) the electrochromic filter is made in the form of a mosaic structure, each element of which has autonomous electrical transmission coefficient control depending on the position of the optical noise source in the field of view of the night-vision device;
2) электрохромный фильтр устанавливается не перед объективом, как в известных устройствах [1, 2], а за ним, в фокальной плоскости объектива, чем обеспечивается фокусировка источника оптической помехи в некоторую точку поля формируемого изображения; это не приводит к нежелательной засветке всего поля зрения и обеспечивает непрерывную работоспособность электронно-оптического преобразователя независимо от наличия помехи;2) the electrochromic filter is not installed in front of the lens, as in the known devices [1, 2], but behind it, in the focal plane of the lens, which ensures focusing of the optical noise source at a certain point in the field of the image being generated; this does not lead to undesirable illumination of the entire field of view and ensures continuous operation of the electron-optical converter, regardless of the presence of interference;
3) в устройство вводится измерительный канал, состоящий из координатно-чувствительного матричного фотоприемника и схемы формирования управляющего напряжения, подаваемого на соответствующий элемент электрохромного фильтра; в результате происходит резкое уменьшение коэффициента пропускания этого элемента на время, равное длительности действия помехи; в то же время остальное поле зрения прибора остается прозрачным, что позволяет наблюдать изображение окружающего пространства с заданным качеством.3) a measuring channel is introduced into the device, consisting of a coordinate-sensitive matrix photodetector and a control voltage generating circuit supplied to the corresponding element of the electrochromic filter; as a result, there is a sharp decrease in the transmittance of this element by a time equal to the duration of the interference; at the same time, the remaining field of view of the device remains transparent, which allows you to observe the image of the surrounding space with a given quality.
Таким образом, вышеописанное устройство для защиты прибора ночного видения от оптических помех позволяет достигнуть цели изобретения, а именно: обеспечить защиту прибора ночного видения от оптических помех, создающих освещенность на входе в объектив прибора, превышающую заданное пороговое значение, без прерывания процесса наблюдения. При этом помеха действует локально и лишь кратковременно выводит из строя только небольшую часть поля зрения прибора, а в остальном же поле зрения защита обеспечивает заданные дальность видимости и качество изображения.Thus, the above-described device for protecting the night vision device from optical interference allows to achieve the purpose of the invention, namely: to protect the night vision device from optical interference that creates illumination at the entrance to the device’s lens that exceeds a predetermined threshold value without interrupting the observation process. In this case, the interference acts locally and only briefly incapacitates only a small part of the field of view of the device, and in the rest of the field of view, the protection provides the specified range and the image quality.
ЛитератураLiterature
1. Барачевский В.А., Василевский О.Н., Сущев Г.А. и др. Расширение светового диапазона телевизионных камер с помощью электрохромных светофильтров // Техника средств связи. Сер. Техника телевидения. - 1981. - Вып.2. - С.13-18.1. Barachevsky V.A., Vasilevsky O.N., Suschev G.A. et al. Extension of the light range of television cameras using electrochromic filters // Technique of Communications. Ser. Technique of television. - 1981. -
2. Барачевский В.А., Лашков Г.И., Цехомский В.А. Фотохромизм и его применение. - М.: Химия, 1977. - 280 с.2. Barachevsky V.A., Lashkov G.I., Tsekhomsky V.A. Photochromism and its application. - M .: Chemistry, 1977 .-- 280 p.
3. Sci. New. Lett., 1965, v.88, №4, р.55; Missiles Rockets, 1966, v.18, №17, р.23.3. Sci. New. Lett., 1965, v. 88, No. 4, p. 55; Missiles Rockets, 1966, v. 18, No. 17, p. 23.
4. Ицелева Л.Н., Полушкин Д.Ю., Сихарулидзе Д.Г. и др. Светозащитные очки на основе жидких кристаллов // ОМП. - 1990. - №1. - С.38-40.4. Itseleva L.N., Polushkin D.Yu., Sikharulidze D.G. et al. Light-protective glasses based on liquid crystals // OMP. - 1990. - No. 1. - S.38-40.
5. Блинов Л.М. Электро- и магнитооптика жидких кристаллов. - М.: Наука, 1978. - 384 с.5. Blinov L.M. Electro and magneto-optics of liquid crystals. - M .: Nauka, 1978.- 384 p.
6. Брежнев В.А., Гарфинкель Б.И., Долгополый Ю.Е. и др. Перспективы пассивно-матричных жидкокристаллических экранов и быстродействующих затворов // Электрон. пром-сть. - 2002. - №1. - С.14-24.6. Brezhnev V.A., Garfinkel B.I., Dolgopoliy Yu.E. and other Perspectives of passive-matrix liquid crystal screens and high-speed shutters // Electron. industry. - 2002. - No. 1. - S.14-24.
7. Пат. Великобритании №2128362А, 1984 // Бюл. ВНИИПИ. - 1984. - 107-12-84.7. Pat. UK No. 2128362A, 1984 // Bull. VNIIIPI. - 1984. - 107-12-84.
8. Европатент №0436845, 1989 // Бюл. ВНИИПИ. - 1989 - №29. - 91-07-17.8. Europatent No. 0436845, 1989 // Bull. VNIIIPI. - 1989 - No. 29. - 91-07-17.
9. Томилин М.Г., Данилов В.В., Оптические устройства на жидких кристаллах для защиты наблюдателя от слепящих источников излучения // ОМП. - 2004. - №2. - С.14-24.9. Tomilin MG, Danilov VV, Optical devices on liquid crystals to protect the observer from glare radiation sources // OMP. - 2004. - No. 2. - S.14-24.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006107465/28A RU2344499C2 (en) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | Device of night viewer protection against optical interference |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006107465/28A RU2344499C2 (en) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | Device of night viewer protection against optical interference |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006107465A RU2006107465A (en) | 2007-09-20 |
RU2344499C2 true RU2344499C2 (en) | 2009-01-20 |
Family
ID=40376240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006107465/28A RU2344499C2 (en) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | Device of night viewer protection against optical interference |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2344499C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU194453U1 (en) * | 2019-06-03 | 2019-12-11 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Device for protecting optoelectronic and visual-optical devices from laser interference |
RU215603U1 (en) * | 2022-11-03 | 2022-12-20 | Евгений Михайлович Стельмахович | DEVICE FOR PROTECTING NIGHT VISION DEVICES FROM EXCESSIVE BRIGHTNESS OF EXTERNAL RADIATION SOURCES |
-
2006
- 2006-03-10 RU RU2006107465/28A patent/RU2344499C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БАРАЧЕВСКИЙ В.А. и др., РАСШИРЕНИЕ СВЕТОВОГО ДИАПАЗОНА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ КАМЕР С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОХРОМНЫХ ФИЛЬТРОВ, ТЕХНИКА СРЕДСТВ СВЯЗИ, СЕРИЯ «ТЕХНИКА ТЕЛЕВИДЕНИЯ», 1981, вып.2, стр.13-18. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU194453U1 (en) * | 2019-06-03 | 2019-12-11 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Device for protecting optoelectronic and visual-optical devices from laser interference |
RU215603U1 (en) * | 2022-11-03 | 2022-12-20 | Евгений Михайлович Стельмахович | DEVICE FOR PROTECTING NIGHT VISION DEVICES FROM EXCESSIVE BRIGHTNESS OF EXTERNAL RADIATION SOURCES |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006107465A (en) | 2007-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7973838B2 (en) | Active mask for electronic imaging system | |
US5729010A (en) | Night vision device localized irradiance attenuation | |
EP0436845B1 (en) | Liquid crystal light valve goggles for eye protection | |
US3552819A (en) | Illuminated reticle for optical viewing instruments | |
GB2144872A (en) | Graticule illumination system for an image intensifier | |
RU182719U1 (en) | Binoculars for day and night observation | |
RU2344499C2 (en) | Device of night viewer protection against optical interference | |
US20110050985A1 (en) | System for artificially improving contrast for displaying images | |
EP1677137A1 (en) | Light quantity control device and camera device | |
GB2166259A (en) | Image intensifier system operated in a pulsed manner | |
RU2717252C1 (en) | Device for fixing a long exposure image | |
US5335060A (en) | Image intensity degradation tester | |
DE4441550C1 (en) | Battery-operated night vision device | |
US3290986A (en) | Target simulating and auto-collimating optical instrument | |
SU773558A1 (en) | Controllable light filter for optical system with objective lens | |
RU2093874C1 (en) | Device designed to protect vision from blinding | |
JPH0536769B2 (en) | ||
US3581089A (en) | Catadioptric reflex radiation detection conversion, location and display device | |
RU215603U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING NIGHT VISION DEVICES FROM EXCESSIVE BRIGHTNESS OF EXTERNAL RADIATION SOURCES | |
GB2063501A (en) | Night Vision Apparatus | |
US3471217A (en) | Image intensifier | |
SU1166045A1 (en) | Cine camera | |
SU620925A1 (en) | Wide-aperture objective lens | |
RU2130629C1 (en) | Active pulse optoelectronic device for image visualization | |
US4204761A (en) | Light enhancement camera attachment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090311 |