RU2464602C1 - Method of viewing objects and binocular device - Google Patents

Method of viewing objects and binocular device Download PDF

Info

Publication number
RU2464602C1
RU2464602C1 RU2011132369/28A RU2011132369A RU2464602C1 RU 2464602 C1 RU2464602 C1 RU 2464602C1 RU 2011132369/28 A RU2011132369/28 A RU 2011132369/28A RU 2011132369 A RU2011132369 A RU 2011132369A RU 2464602 C1 RU2464602 C1 RU 2464602C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
image intensifier
radiation
image
observer
Prior art date
Application number
RU2011132369/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Соколов (RU)
Дмитрий Сергеевич Соколов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "МЭЛЗ ФЭУ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "МЭЛЗ ФЭУ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "МЭЛЗ ФЭУ"
Priority to RU2011132369/28A priority Critical patent/RU2464602C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2464602C1 publication Critical patent/RU2464602C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Telescopes (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method is realised by a binocular device, having means of collecting and focusing optical radiation in two optical channels, said radiation being generated by an object in the visible and/or invisible spectrum; means of converting optical radiation to two electron streams, amplifying and converting the electron streams to optical radiation in form of electro-optical converters (EOC); means of guiding optical radiation onto photoreceptors of the eyes of the viewer. The first EOC forms an image directed towards the first eye of the viewer in the region of blue spectral luminescence, and the second EOC forms an image directed towards the second eye of the viewer in the region of red spectral luminescence. The value of spectral sensitivity at wavelength 0.8 mcm of the first EOC is not more than 0.1 times the value of spectral sensitivity at wavelength 0.8 mcm of the second EOC. The first EOC has a cathodoluminescent screen with a mixture of luminophores K-71 and R31 with average grain size of the mixture of not more than 3.0 mcm. The second EOC has a cathodoluminescent screen with luminophore P45REDENP with average grain size not more than 4.8 mcm.
EFFECT: longer range of viewing objects owing to improved technical characteristics of the viewing device.
2 cl, 3 dwg

Description

Группа изобретений относится к оптоэлектронике, а именно к электронно-оптическим приборам ночного видения и способам наблюдения объектов с применением этих приборов, которые имеют широкую сферу применения: ночное наблюдение, охота, фото- и видеосъемка, охрана объектов и патрулирование.The group of inventions relates to optoelectronics, in particular to night vision optical devices and methods of observing objects using these devices, which have a wide scope of application: night observation, hunting, photo and video shooting, object protection and patrolling.

Наиболее близкими к заявленной группе изобретений являются принятые за прототипы известные (RU, патент №2410734, C2) технические решения: способ наблюдения объектов и бинокулярное устройство для осуществления способа.Closest to the claimed group of inventions are the prototypes known (RU, patent No. 2410734, C2) for technical solutions: a method for observing objects and a binocular device for implementing the method.

Известный способ наблюдения объектов включает направление наблюдателем объектива или объективов наблюдательного прибора на объект, создающий оптическое излучение в видимой и/или невидимой части спектра; формирование двух оптических каналов для передачи полученного от объекта оптического излучения, преобразование оптического излучения в два потока электронов; преобразование первого потока электронов в световое излучение синего спектрального диапазона, а второго потока - в световое излучение красного спектрального диапазона; направление синего светового излучения на фоторецепторы первого глаза наблюдателя, направление красного светового излучения на фоторецепторы второго глаза наблюдателя.A known method of observing objects includes the direction by the observer of the lens or lenses of the observing device at the object that creates optical radiation in the visible and / or invisible part of the spectrum; the formation of two optical channels for transmitting optical radiation received from the object, the conversion of optical radiation into two electron flows; converting the first stream of electrons into light radiation of the blue spectral range, and the second stream into light radiation of the red spectral range; the direction of blue light radiation to the photoreceptors of the first eye of the observer, the direction of red light radiation to the photoreceptors of the second eye of the observer.

Известное бинокулярное устройство для осуществления способа содержит средства собирания, фокусирования, преобразования и усиления оптического излучения объекта в видимой и/или невидимой части спектра; средства направления преобразованного излучения объекта на фоторецепторы глаз наблюдателя, причем в качестве средства преобразования и усиления оптического излучения объекта использованы электронно-оптические преобразователи, первый из которых создает изображение в диапазоне синего спектрального свечения, направляемого в первый глаз наблюдателя, а второй - в диапазоне красного спектрального свечения, направляемого во второй глаз наблюдателя.A known binocular device for implementing the method includes means for collecting, focusing, converting and amplifying the optical radiation of an object in the visible and / or invisible part of the spectrum; means for directing the converted radiation of the object to the photoreceptors of the observer’s eyes, and electron-optical converters are used as a means of converting and amplifying the optical radiation of the object, the first of which creates an image in the range of blue spectral glow directed to the first eye of the observer, and the second in the range of red spectral glow sent to the second eye of the observer.

Недостатками известного способа наблюдения объектов являются недостаточная яркость изображения объекта при естественной ночной освещенности, не позволяющая реализовать возможности повышенного контраста псевдоцветного изображения, и снижение контраста изображения объектов, имеющих максимальную спектральную плотность излучения в диапазоне 0,7-0,95 мкм, что, соответственно, является следствием недостатков используемого при осуществлении способа бинокулярного устройства.The disadvantages of the known method of observing objects are insufficient brightness of the image of the object in natural night illumination, which does not allow to realize the possibility of increased contrast of a pseudo-color image, and a decrease in the contrast of the image of objects with a maximum spectral radiation density in the range of 0.7-0.95 μm, which, respectively, is a consequence of the disadvantages of the binocular device used in the implementation of the method.

Задача, на решение которой направлена заявленная группа изобретений заключается в совершенствовании способов наблюдения объектов в условиях пониженной освещенности с помощью приборов ночного видения.The problem to which the claimed group of inventions is aimed is to improve methods for observing objects in low light conditions using night vision devices.

Единый технический результат, достигаемый при осуществлении группы изобретений, состоит в увеличении дальности наблюдения объектов за счет улучшения технических характеристик устройства наблюдения: увеличения яркости и повышения контраста изображения объектов, излучающих в диапазоне спектра 07,-0,95 мкм.The single technical result achieved by the implementation of the group of inventions consists in increasing the range of observation of objects by improving the technical characteristics of the monitoring device: increasing the brightness and increasing the contrast of the image of objects emitting in the spectrum range 07, -0.95 μm.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения по объекту «устройство» достигается за счет того, что в бинокулярном устройстве, содержащем средства собирания и фокусирования в двух оптических каналах создаваемого объектом в видимой и/или невидимой части спектра оптического излучения; средства преобразования оптического излучения в два потока электронов, усиления и преобразования потоков электронов в световое излучение; средства направления светового излучения на фоторецепторы глаз наблюдателя, где в качестве средств преобразования и усиления использованы электронно-оптические преобразователи (ЭПО), первый из которых создает направляемое в первый глаз наблюдателя изображение в диапазоне синего спектрального свечения, а второй - направляемое во второй глаз наблюдателя изображение в диапазоне красного спектрального свечения, величина спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм первого ЭОП составляет не более 0,1 от величины спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм второго ЭОП, при этом первый ЭОП содержит катодолюминесцентный экран со смесью люминофоров К-71 и Р31 со средним размером зерна смеси не более 3,0 мкм, а второй ЭПО содержит катодолюминесцентный экран с люминофором P45REDENP со средним размером зерна не более 4,8 мкм.The specified technical result in the implementation of the invention on the object "device" is achieved due to the fact that in a binocular device containing means for collecting and focusing in two optical channels created by the object in the visible and / or invisible part of the spectrum of optical radiation; means for converting optical radiation into two electron streams, amplifying and converting electron streams into light radiation; means of directing light radiation to the photoreceptors of the observer's eyes, where electron-optical converters (EPO) are used as conversion and amplification means, the first of which creates an image directed to the first eye of the observer in the blue spectral range, and the second - the image directed to the second eye of the observer in the range of red spectral luminescence, the magnitude of the spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm of the first image intensifier is not more than 0.1 of the magnitude of the spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm of the second EOP, while the first EOP contains a cathodoluminescent screen with a mixture of K-71 and P31 phosphors with an average grain size of the mixture of not more than 3.0 μm, and the second EPO contains a cathodoluminescent screen with a P45REDENP phosphor with an average size grain no more than 4.8 microns.

При исследовании взятого за прототип бинокулярного устройства было установлено, что величина суммарной предельной разрешающей способности (NΣ) при оптимальной настройке прибора ограничена предельными разрешающими способностями используемых в устройстве электронно-оптических преобразователей и может быть найдена по известному соотношению:In the study of a binocular device taken as a prototype, it was found that the value of the total maximum resolution (N Σ ) at the optimal setting of the device is limited by the maximum resolution of the electron-optical converters used in the device and can be found by the well-known ratio:

1/NΣ2=1/N12+1/N22,1 / N Σ 2 = 1 / N 1 2 + 1 / N 2 2 ,

где N - суммарная предельная разрешающая способность прибора,where N is the total limit resolution of the device,

N1 - предельная разрешающая способность первого ЭОП (ЭОП 1),N 1 - the ultimate resolution of the first image intensifier tube (image intensifier 1),

N2 - предельная разрешающая способность второго ЭОП (ЭОП 2).N 2 - the ultimate resolution of the second image intensifier tube (image intensifier 2).

Качество электронно-оптических преобразователей (ЭОП) характеризует обобщенный критерий качества - N×c/ш, где N - это разрешающая способность ЭОП, с/ш - величина отношения сигнал/шум.The quality of electron-optical converters (image intensifier tubes) is characterized by a generalized quality criterion - N × c / w, where N is the resolution of the image intensifier, s / w is the signal-to-noise ratio.

«ЭОП 2+» поколения фирмы "Fotonis" класса XR-5 за счет отсутствия ионно-барьерной пленки по своим характеристикам не уступает «ЭОП 3-го поколения» производства США. Для них типичное значение обобщенного критерия качества составляет 2072 (74×28).Due to the absence of an ion-barrier film, the “2-generation image intensifier tube 2+” of the “Fotonis” company of the XR-5 class is not inferior in its characteristics to the “3rd generation image intensifier tube” manufactured in the USA. For them, the typical value of the generalized quality criterion is 2072 (74 × 28).

Были проведены сравнительные полевые испытания бинокулярного устройства с «ЭОП 2+», имеющего предельное разрешение - 50 штр/мм и с/ш - 18, с бинокулярным устройством, в котором использовались ЭОП со следующими характеристиками:Comparative field trials of a binocular device with an “EOP 2+” having a maximum resolution of 50 lines / mm and s / w of 18 were carried out with a binocular device in which an image intensifier with the following characteristics was used:

- ЭОП 1 с катодолюминесцентным экраном с люминофором КДЦ - 450 (синий) со средним размером зерна - 5,6 мкм,- Image intensifier tube 1 with a cathodoluminescent screen with a phosphor KDC - 450 (blue) with an average grain size of 5.6 μm,

- ЭОП 2 с катодолюминесцентным экраном с люминофором К-77-2 (красный) со средним размером зерна 5,6 мкм.- Image intensifier tube 2 with a cathodoluminescent screen with a phosphor K-77-2 (red) with an average grain size of 5.6 microns.

Предельная разрешающая способность преобразователей составляла:The maximum resolution of the converters was:

- ЭОП 1 - 40 штр/мм, сигнал/шум 18;- image intensifier tube 1 - 40 lines / mm, signal / noise 18;

- ЭОП 2 - - 48 штр/мм, сигнал/шум 20.- image intensifier tube 2 - - 48 lines / mm, signal / noise ratio 20.

Исследуемые бинокулярные устройства имели одинаковые параметры объективов и окуляров.The studied binocular devices had the same parameters for lenses and eyepieces.

Выигрыш по дальности бинокулярного устройства с ЭПО 1 и ЭПО 2 составил (по ростовой фигуре человека) - 1,4÷1,5 раза при величине естественной ночной освещенности (ЕНО)≈5×10-3 ЛК. С учетом изменения дальности, это соответствует увеличению контраста за счет окрашивания в условные цвета ≈2,5 раза, что эквивалентно условному увеличению эффективного значения отношения сигнал/шум ЭОП примерно в 2,0 раза.The gain in the range of the binocular device with EPO 1 and EPO 2 was (according to the growth figure of a person) - 1.4 ÷ 1.5 times with the amount of natural night illumination (ENO) ≈5 × 10 -3 LC. Given the change in range, this corresponds to an increase in contrast due to dyeing in conventional colors ≈2.5 times, which is equivalent to a conditional increase in the effective value of the signal-to-noise ratio of the image intensifier by approximately 2.0 times.

Таким образом, эффективное значение обобщенного критерия качества составило:Thus, the effective value of the generalized quality criterion was:

- для ЭОП 1: ~1440 (40×18×2,0),- for image intensifier tube 1: ~ 1440 (40 × 18 × 2.0),

- для ЭОП 2: ~1920 (48×20×2,0).- for image intensifier tube 2: ~ 1920 (48 × 20 × 2.0).

Для обеспечения конкурентных преимуществ используемых преобразователей по сравнению с «ЭОП 2+» фирмы "Fotonis" и с учетом влияния разрешения на величину отношения с/ш необходимо в первую очередь увеличить величину разрешающей способности ЭОП 1 до типичного значения ~60 (40×2072/1440) штр/мм, а ЭОП 2 ~55 (48×2072/1920) штр/мм. В этом случае средний размер зерна люминофора должен быть для ЭОП 1 не более 3,7 (5,6×40/50) мкм, для ЭОП 2 - не более 4,8 (5,6×48/55) мкм. Однако, если иметь в виду, что разрешающая способность ЭОП 1 при смещении максимума спектральной чувствительности фотокатода в коротковолновую область спектра либо при использовании фильтра, выделяющего коротковолновую область спектра, снижается ~ в 1,2 раза, то размер зерна для ЭОП 1 должен быть не более ~3 (3,7/1,2) мкм.To ensure the competitive advantages of the used converters in comparison with the "Fotonis" 2+ "company and taking into account the influence of resolution on the ratio s / w, it is necessary first of all to increase the resolution of the EOP 1 to a typical value of ~ 60 (40 × 2072/1440 ) lines / mm, and image intensifier lines 2 ~ 55 (48 × 2072/1920) lines / mm. In this case, the average grain size of the phosphor should be no more than 3.7 (5.6 × 40/50) microns for the image intensifier tube, and no more than 4.8 (5.6 × 48/55) microns for the image intensifier tube 2. However, if we keep in mind that the resolution of the image intensifier tube 1 when the maximum of the spectral sensitivity of the photocathode is shifted to the short-wavelength region of the spectrum or when using a filter that selects the short-wavelength region of the spectrum decreases by 1.2 times, then the grain size for the image intensifier tube should be no more than ~ 3 (3.7 / 1.2) μm.

Кроме того, испытаниями в полевых условиях было установлено, что при использовании синего люминофора КДЦ-450 и красного люминофора К-77-2 коэффициент преобразования ЭОП 1 и ЭОП 2 не превышает 10000 для получения максимальных значений отношения с/ш. Яркости изображения минимум в 3-4 раза недостаточно для получения псевдоцветного изображения. Поэтому, исходя из требований по размеру зерен и необходимости обеспечения коэффициента преобразования ЭОП 1 и ЭОП 2 не менее 30000, экспериментальным путем были подобраны люминофоры и изготовлены экспериментальные образцы «ЭОП 2+поколения» со следующими характеристиками (см. таблицу):In addition, field tests found that when using the blue phosphor KDC-450 and the red phosphor K-77-2, the conversion coefficient of the EOP 1 and EOP 2 does not exceed 10,000 to obtain maximum values of the s / w ratio. Image brightness at least 3-4 times is not enough to obtain a pseudo-color image. Therefore, based on the requirements for grain size and the need to ensure a conversion factor of EOP 1 and EOP 2 of at least 30,000, luminophores were experimentally selected and experimental samples of “EOP 2 + generations” with the following characteristics were made (see table):

Тип люминофораPhosphor Type Средний размер зернаAverage grain size ЦветColor Координаты цветностиColor coordinates Номер ЭОПImage intensifier number Разрешающая способностьResolution XX YY Смесь К-71 и Р31A mixture of K-71 and P31 2,3 мкм2.3 μm голубойblue 0.180.18 0.2000.200 2119721197 60,1 штр/мм60.1 lines / mm P45REDDENРP45REDDENР 3,5 мкм3.5 μm розовыйpink 0.2050.205 0.2670.267 2103421034 60,1 штр/мм60.1 lines / mm 2088720887 60,1 штр/мм60.1 lines / mm

Полученные расчетные и экспериментальные данные достаточно хорошо согласуются.The calculated and experimental data are in fairly good agreement.

Коэффициент преобразования ЭОП 1 и ЭОП 2 при использовании люминофоров согласно таблице обеспечивается на уровне не менее 30000 при получении максимальных значений величин отношения с/ш ~22 (минимум). В этом случае обеспечивается обобщенный критерий качества бинокулярного устройства с эквивалентной величиной ~2640 (60×2,0×22), что превосходит уровень качества ЭОП фирмы "Fotonis" и обеспечивает превосходство по дальности действия бинокулярного устройства в ~1,20 (2640/2072) раза минимум (если бы использовались в бинокулярном устройстве ЭОП типа XR-5 фирмы "Fotonis").The conversion coefficient of the EOP 1 and EOP 2 when using phosphors according to the table is provided at a level of at least 30,000 when obtaining the maximum values of the ratio s / w ~ 22 (minimum). In this case, a generalized quality criterion for a binocular device with an equivalent value of ~ 2640 (60 × 2.0 × 22) is provided, which exceeds the quality level of the Fotonis image intensifier tube and provides a superiority in the range of the binocular device of ~ 1.20 (2640/2072 ) times a minimum (if used in a binocular device of an image intensifier type XR-5 of the company "Fotonis").

В результате полевых испытаний было установлено также, что объекты, окрашенные преимущественно в красные тона, имеют недостаточно низкий контраст в изображении на экране ЭОП 1. Исследования показали, что это обусловлено недостаточной степенью подавления с помощью полосового фильтра 0,3÷0,7 мкм диапазона спектра 0,7÷0,95 мкм. Оказалось, что недостаточно использовать только полосовой фильтр, возникла необходимость ЭОП 1 изготавливать с фотокатодом и с максимумом спектральной чувствительности, смещенным в коротковолновую область спектра.As a result of field tests, it was also found that objects painted mainly in red tones have insufficient contrast in the image on the image intensifier tube 1. Studies have shown that this is due to the insufficient degree of suppression using the bandpass filter of 0.3 ÷ 0.7 μm range spectrum 0.7 ÷ 0.95 μm. It turned out that it was not enough to use only a band-pass filter, it became necessary to fabricate the image intensifier tube 1 with a photocathode and with a maximum spectral sensitivity shifted to the short-wavelength region of the spectrum.

За основу была взята спектральная чувствительность на длине волны 0,8 мкм (используется как базовая в системе параметров «ЭОП 2+» поколения). Учитывая, что пороговый контраст глаза при измерениях разрешающей способности равен ~0,03 мкм (черно-белое изображение), а при окрашивании изображения он снижается до 0,01 мкм и ниже, то необходимо, чтобы отношение спектральных чувствительностей для ЭОП 1 (φ1λ) и ЭОП 2 (φ2λ) было на длине волны λ=0,8 мкм:The basis was taken spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 microns (used as the base in the system of parameters "EOP 2+" generation). Considering that the threshold contrast of the eye when measuring resolution is ~ 0.03 μm (black and white image), and when staining the image it decreases to 0.01 μm or lower, it is necessary that the ratio of spectral sensitivities for image intensifier 1 (φ 1 λ) and EOP 2 (φ 2 λ) was at a wavelength of λ = 0.8 μm:

φ1(λ=0,8)/φ2(λ=0,8)×τф (λ=0,8)</=0,01,φ 1 (λ = 0.8) / φ 2 (λ = 0.8) × τf (λ = 0.8) </ = 0.01,

где τф - светопропускание полосового фильтра 0,4-0,70 мкм на длине волны 0,8 мкм (составляет с учетом реальных условий применения, когда на него падают лучи света под различными углами ~0,1).where τf is the light transmission of a band-pass filter of 0.4-0.70 μm at a wavelength of 0.8 μm (taking into account real conditions of use, when light rays fall on it at various angles of ~ 0.1).

Т.е. ЭОП 1 должен иметь величину спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм не более 0,1 от величины спектральной чувствительности ЭОП 2 на длине волны 0,8 мкм.Those. The image intensifier 1 should have a spectral sensitivity value at a wavelength of 0.8 μm of not more than 0.1 of the value of the spectral sensitivity of an image intensifier 2 at a wavelength of 0.8 μm.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения по объекту «способ» достигается за счет того, что в способе наблюдения объектов, включающем наведение наблюдателем объективов наблюдательного прибора на объект, собирание и фокусирование в двух оптических каналах создаваемого объектом в видимой и/или невидимой части спектра оптического излучения, преобразование оптического излучения в два потока электронов; усиление и преобразование первого потока электронов в световое излучение синего спектрального диапазона, а второго потока - в световое излучение красного спектрального диапазона; направление синего светового излучения на фоторецепторы первого глаза наблюдателя, а красного светового излучения - на фоторецепторы второго глаза наблюдателя, где преобразование и усиление оптического излучения осуществляют посредством электронно-оптических преобразователей (ЭОП), величина спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм первого ЭОП составляет не более 0,1 от величины спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм второго ЭОП, при этом первый ЭОП содержит катодолюминесцентный экран со смесью люминофоров К-71 и Р31 со средним размером зерна смеси не более 3,0 мкм, а второй ЭПО содержит катодолюминесцентный экран с люминофором P45REDENP со средним размером зерна не более 4,8 мкм.The specified technical result in the implementation of the invention on the object "method" is achieved due to the fact that in the method of observing objects, including the observation by the observer of the lenses of the observation device on the object, collecting and focusing in two optical channels created by the object in the visible and / or invisible part of the spectrum of optical radiation converting optical radiation into two electron streams; amplification and conversion of the first stream of electrons into light radiation of the blue spectral range, and the second stream into light radiation of the red spectral range; the direction of blue light radiation to the photoreceptors of the first eye of the observer, and red light radiation to the photoreceptors of the second eye of the observer, where the conversion and amplification of optical radiation is carried out by means of electron-optical converters (EOP), the magnitude of the spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm of the first EOP is not more than 0.1 of the magnitude of the spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm of the second image intensifier tube, while the first image intensifier tube contains a cathodoluminescent screen with a mixture of K-71 phosphors and P31 with an average grain size of the mixture of not more than 3.0 microns, and the second EPO contains a cathodoluminescent screen with a P45REDENP phosphor with an average grain size of not more than 4.8 microns.

Для пояснения сущности заявленного изобретения использованы следующие графические материалы:To clarify the essence of the claimed invention, the following graphic materials were used:

- фиг.1 - схема, иллюстрирующая способ наблюдения объектов в условных цветах;- figure 1 is a diagram illustrating a method of observing objects in arbitrary colors;

- фиг.2 - оптическая схема одного из каналов бинокулярного устройства;- figure 2 is an optical diagram of one of the channels of the binocular device;

- фиг.3 - схема электронно-оптического преобразователя, используемого в заявленном устройстве.- figure 3 is a diagram of an electron-optical converter used in the claimed device.

Способ наблюдения объектов осуществляется в нижеуказанной последовательности (см. фиг.1).The method of observing objects is carried out in the following sequence (see figure 1).

Объектом 1 создается оптическое излучение 2 в видимой или невидимой части спектра, которое принимается (собирается) объективами 3 и 3' наведенного на объект наблюдательного прибора (бинокулярного устройства) и фокусируется на фотокатодах входных окон 4 и 4' электронно-оптических преобразователей 5 и 5' прибора, в каждом из которых оптическое излучение преобразуется в поток электронов, усиливается электронно-оптической системой ЭПО и переносится на катодолюминесцентный экран выходных окон 6 и 6' преобразователей в виде изображения (видимого светового излучения), которое при помощи окуляров 7 и 7' воспринимается соответствующим глазом наблюдателя, возбуждая на фоторецепторах глаз 8 и 8' электрический сигнал, поступающий в центральную нервную систему 9, формирующую зрительный образ наблюдаемого объекта 1.Object 1 creates optical radiation 2 in the visible or invisible part of the spectrum, which is received (collected) by the lenses 3 and 3 'of the observation device (binocular device) pointing at the object and focused on the photocathodes of the input windows 4 and 4' of the electron-optical converters 5 and 5 ' devices, in each of which the optical radiation is converted into an electron stream, amplified by an electron-optical EPO system and transferred to the cathodoluminescent screen of the output windows 6 and 6 'of the converters in the form of an image (visible with radiation), which with the help of eyepieces 7 and 7 'is perceived by the corresponding eye of the observer, exciting on the photoreceptors of the eyes 8 and 8' an electric signal entering the central nervous system 9, forming a visual image of the observed object 1.

Бинокулярное устройство для осуществления заявленного способа содержит (см. фиг.2) объектив 3 (средство собирания и фокусирования) и ЭОП (средство преобразования и усиления) 5 с фотокатодом 10 на поверхности входного окна 4 и катодолюминесцентным экраном 11 на поверхности выходного окна 6.The binocular device for implementing the inventive method comprises (see FIG. 2) a lens 3 (means for collecting and focusing) and an image intensifier tube (means for converting and amplifying) 5 with a photocathode 10 on the surface of the input window 4 and a cathodoluminescent screen 11 on the surface of the output window 6.

При помощи данного устройства оптическое изображение (оптическое излучение в видимой и/или невидимой части спектра) 2 объекта 1 собирается и фокусируется объективом 3 на фотокатоде 10 входного окна 4 ЭПО 5, при этом образуется поток электронов 12, создающий электронное изображение объекта, которое усиливается и преобразуется в видимое световое излучение на катодолюминесцентном экране 11 выходного окна 6 ЭПО. Видимое в одном из спектральных диапазонов изображение (преобразованное в световое излучение электронное изображение объекта) на катодолюминесцентном экране 11 направляется через окуляр (средство направления) 7 на фоторецепторы глаза 8 наблюдателя, возбуждая в фоторецепторах глаза 8 электрический сигнал, поступающий в центральную нервную систему, формирующую зрительный образ наблюдаемого объекта. Аналогично происходит формирование и преобразование изображения объекта в другом спектральном диапазоне - во втором оптическом канале.Using this device, the optical image (optical radiation in the visible and / or invisible part of the spectrum) 2 of the object 1 is collected and focused by the lens 3 on the photocathode 10 of the input window 4 of the EPO 5, while an electron stream 12 is generated, which creates an electronic image of the object, which is amplified and converted into visible light radiation on the cathodoluminescent screen 11 of the output window 6 EPO. An image visible in one of the spectral ranges (an electronic image of an object converted to light) on a cathodoluminescent screen 11 is directed through an eyepiece (guiding tool) 7 to the observer's photoreceptors of the eye 8, exciting an electric signal in the eye's photoreceptors 8 that enters the central nervous system that forms the visual image of the observed object. Similarly, the formation and transformation of the image of the object in another spectral range occurs - in the second optical channel.

На фиг.3 показана схема электронно-оптического преобразователя, предназначенного для использования в устройстве для осуществления способа наблюдения объектов.Figure 3 shows a diagram of an electron-optical converter intended for use in a device for implementing the method of observing objects.

Создаваемое объектом в видимой или невидимой части спектра оптическое излучение с помощью объективов (средства собирания и фокусирования) устройства создает на фотокатоде 10 входного окна 4 ЭПО 5 оптическое изображение объекта 1. На фотокатоде 10 ЭПО (средство преобразования и усиления) оптическое изображение объекта преобразуется в поток 12 электронов, создающих электронное изображение объекта, которое усиливается электронно-оптической системой 13 ЭПО и переносится на катодолюминесцентный экран 11 выходного окна 6 ЭПО. Энергия электронов потока преобразуется на катодолюминесцентном экране 42 в световое излучение, видимое в одном из спектральных диапазонов, соответствующего составу люминесцентного экрана 11.The optical radiation generated by the object in the visible or invisible part of the spectrum using the lenses (collection and focusing means) of the device creates an optical image of the object on the photocathode 10 of the input window 4 of the EPO 5. On the photocathode 10 of the EPO (conversion and amplification means) the optical image of the object is converted into a stream 12 electrons creating an electronic image of the object, which is amplified by an electron-optical system 13 EPO and transferred to the cathodoluminescent screen 11 of the output window 6 EPO. The energy of the flux electrons is converted on the cathodoluminescent screen 42 into light radiation, visible in one of the spectral ranges corresponding to the composition of the luminescent screen 11.

Ниже приводятся характеристики конкретных ЭПО1 и ЭПО2, которые могут быть использованы в заявленном бинокулярном устройстве:The following are the characteristics of specific EPO1 and EPO2 that can be used in the claimed binocular device:

ЭПО1:EPO1:

- величина спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм - 3 мА/Вт;- the value of spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm - 3 mA / W;

- катодолюминесцентный экран со смесью люминофоров К-71 и Р31 со средним размером зерна ~2,3 мкм;- a cathodoluminescent screen with a mixture of K-71 and P31 phosphors with an average grain size of ~ 2.3 μm;

- увеличение - 1,0;- increase - 1.0;

- яркость - 10000 (коэффициент преобразования - π(3,14)×10000).- brightness - 10000 (conversion coefficient - π (3.14) × 10000).

ЭПО2:EPO2:

- величина спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм - 35 мА/Вт;- the value of spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm - 35 mA / W;

- катодолюминесцентный экран с люминофором P45REDENP со средним размером зерна ~3,6 мкм;- cathodoluminescent screen with a phosphor P45REDENP with an average grain size of ~ 3.6 microns;

- увеличение - 1,0;- increase - 1.0;

- яркость - 10000 (коэффициент преобразования - π(3,14)×10000).- brightness - 10000 (conversion coefficient - π (3.14) × 10000).

Claims (2)

1. Способ наблюдения объектов, включающий наведение наблюдателем объективов наблюдательного прибора на объект, собирание и фокусирование в двух оптических каналах создаваемого объектом в видимой и/или невидимой части спектра оптического излучения, преобразование оптического излучения в два потока электронов; усиление и преобразование первого потока электронов в световое излучение синего спектрального диапазона, а второго потока - в световое излучение красного спектрального диапазона; направление синего светового излучения на фоторецепторы первого глаза наблюдателя, а красного светового излучения - на фоторецепторы второго глаза наблюдателя, где преобразование и усиление оптического излучения осуществляют посредством электронно-оптических преобразователей (ЭОП), отличающийся тем, что величина спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм первого ЭОП составляет не более 0,1 величины спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм второго ЭОП, при этом первый ЭОП содержит катодолюминесцентный экран со смесью люминофоров К-71 и Р31 со средним размером зерна смеси не более 3,0 мкм, а второй ЭОП содержит катодолюминесцентный экран с люминофором P45REDENP со средним размером зерна не более 4,8 мкм.1. A method for observing objects, including the observation by the observer of the lenses of the observing device on the object, collecting and focusing in two optical channels created by the object in the visible and / or invisible part of the spectrum of optical radiation, converting optical radiation into two electron streams; amplification and conversion of the first stream of electrons into light radiation of the blue spectral range, and the second stream into light radiation of the red spectral range; the direction of blue light radiation to the photoreceptors of the first eye of the observer, and red light radiation to the photoreceptors of the second eye of the observer, where the conversion and amplification of optical radiation is carried out by means of electron-optical converters (EOP), characterized in that the magnitude of the spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm of the first image intensifier is not more than 0.1 of the spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm of the second image intensifier, while the first image intensifier contains a cathodoluminescent screen with a mixture w phosphors K-71, and P31 with a mean grain size of the mixture no more than 3.0 microns, and the second image converter comprises a cathodoluminescent phosphor screen P45REDENP with an average grain size of not more than 4.8 microns. 2. Бинокулярное устройство, содержащее средства собирания и фокусирования в двух оптических каналах создаваемого объектом в видимой и/или невидимой части спектра оптического излучения; средства преобразования оптического излучения в два потока электронов, усиления и преобразования потоков электронов в световое излучение; средства направления светового излучения на фоторецепторы глаз наблюдателя, где в качестве средств преобразования и усиления использованы электронно-оптические преобразователи (ЭОП), первый из которых создает направляемое в первый глаз наблюдателя изображение в диапазоне синего спектрального свечения, а второй - направляемое во второй глаз наблюдателя изображение в диапазоне красного спектрального свечения, отличающееся тем, что величина спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм первого ЭОП составляет не более 0,1 величины спектральной чувствительности на длине волны 0,8 мкм второго ЭОП, при этом первый ЭОП содержит катодолюминесцентный экран со смесью люминофоров К-71 и Р31 со средним размером зерна смеси не более 3,0 мкм, а второй ЭОП содержит катодолюминесцентный экран с люминофором P45REDENP со средним размером зерна не более 4,8 мкм. 2. A binocular device containing means for collecting and focusing in two optical channels created by an object in the visible and / or invisible part of the spectrum of optical radiation; means for converting optical radiation into two electron streams, amplifying and converting electron streams into light radiation; means of directing light radiation to the photoreceptors of the observer’s eyes, where electron-optical converters (EOPs) are used as conversion and amplification means, the first of which creates an image directed to the first eye of the observer in the blue spectral range, and the second - the image directed to the second eye of the observer in the range of red spectral glow, characterized in that the magnitude of the spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm of the first image intensifier is not more than 0.1 spectral sensitivity at a wavelength of 0.8 μm of the second image intensifier tube, while the first image intensifier tube contains a cathodoluminescent screen with a mixture of phosphors K-71 and P31 with an average grain size of not more than 3.0 μm, and the second image intensifier tube contains a cathodoluminescent screen with a P45REDENP phosphor with an average grain size not more than 4.8 microns.
RU2011132369/28A 2011-08-02 2011-08-02 Method of viewing objects and binocular device RU2464602C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132369/28A RU2464602C1 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Method of viewing objects and binocular device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011132369/28A RU2464602C1 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Method of viewing objects and binocular device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2464602C1 true RU2464602C1 (en) 2012-10-20

Family

ID=47145523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011132369/28A RU2464602C1 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Method of viewing objects and binocular device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2464602C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2279110C1 (en) * 2004-12-09 2006-06-27 Производственное республиканское унитарное предприятие "Минский механический завод им. С.И. Вавилова" Night vision goggles
EP1277070B1 (en) * 2000-02-23 2010-05-12 Tenebraex Corporation Apparatus for providing color images from night vision and other electro-optical viewing devices
RU2410734C2 (en) * 2008-03-26 2011-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "МЭЛЗ-ЭВП" Method of viewing objects and binocular device for realising said method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1277070B1 (en) * 2000-02-23 2010-05-12 Tenebraex Corporation Apparatus for providing color images from night vision and other electro-optical viewing devices
RU2279110C1 (en) * 2004-12-09 2006-06-27 Производственное республиканское унитарное предприятие "Минский механический завод им. С.И. Вавилова" Night vision goggles
RU2410734C2 (en) * 2008-03-26 2011-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "МЭЛЗ-ЭВП" Method of viewing objects and binocular device for realising said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rose A unified approach to the performance of photographic film, television pickup tubes, and the human eye
DE1952812A1 (en) Lanthanum and gadolinium oxyhalide phosphors and their uses
JP6654688B2 (en) Microscope observation system, microscope observation method, and microscope observation program
RU90933U1 (en) ELECTRON-OPTICAL CONVERTER
US6998635B2 (en) Tuned bandwidth photocathode for transmission negative electron affinity devices
RU2464602C1 (en) Method of viewing objects and binocular device
CN208806877U (en) It is a kind of to utilize image intensifier reading number image device
US6730901B1 (en) Sample imaging
Morton Image intensifiers and the scotoscope
RU2410734C2 (en) Method of viewing objects and binocular device for realising said method
US20230139708A1 (en) Semi-transparent detector array for uv/near-uv detection
Schnitzler Low light level performance of visual system
US11871115B2 (en) Color night vision through the spatial filtering of TOLED technology
Tanioka High-Gain Avalanche Rushing Pickup Tube
TW201403650A (en) Charged particle beam microscope
JPH08503573A (en) Image generator by luminescence effect
US11940613B2 (en) Localized brightness control in bi-directional display with detector
RU2535299C1 (en) Apparatus for recording images in wide illumination range
RU2187169C2 (en) Image converter
SU736212A1 (en) Multi-chamber image brightness intensifier
Yu et al. The low light level image intensifier's application in x-ray imaging
CN203414668U (en) Slit lamp microscope
Satoh et al. High-luminance fluorescent screen with interference filter
RU137422U1 (en) DEVICE FOR REGISTRATION OF IMAGES IN A WIDE RANGE OF LIGHTING
RU94057U1 (en) ELECTRON-OPTICAL CONVERTER

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180803