RU59848U1

RU59848U1 - MONITORING SYSTEM

Info

Publication number: RU59848U1
Application number: RU2006110225/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Тареев; Эдуард Петрович Чеча; Наталия Ефимовна Кунделева
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Пеленг" (Оао "Пеленг")
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2006-12-27

Abstract

Полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения, более конкретно - к телевизионным системам наблюдения, работающим в дневное время суток. Система наблюдения включает расположенные на одной оси объектив, матричный приемник оптического излучения, например, ПЗС-матрицу, с электронным устройством формирования видеосигнала, выход которого подключен к монитору, первый и второй светофильтры, апертурную диафрагму, расположенную на оптической оси объектива с возможностью вывода за пределы хода лучей света, формирующего оптическое изображение, а также защитное стекло, установленное так, что нормаль к его входной поверхности образует с оптической осью объектива угол, отличный от нуля. Чувствительная площадка матричного приемника оптического излучения установлена в фокальной плоскости объектива. Первый светофильтр пропускает оптическое излучение в области спектра, характеризуемой длинами волн от 550 нм и более. Второй светофильтр пропускает оптическое излучение в области спектра, отличной от области спектра первого светофильтра. Он может быть выполнен также в виде широкополосного ослабителя мощности излучения или в виде прозрачной оптической пластины. Первый и второй светофильтры установлены с возможностью последовательного введения в ход лучей света, формирующего изображение наблюдаемых объектов. На входной поверхности защитного стекла нанесено покрытие для защиты системы наблюдения от внешнего теплового, электромагнитного или мощного лазерного излучения или токопроводящее покрытие. Защитное стекло может быть составным, например, из двух плоскопараллельных пластин. 2 илл.The utility model relates to the field of optoelectronic instrumentation, and more specifically to television surveillance systems operating in the daytime. The surveillance system includes a lens located on the same axis, a matrix receiver of optical radiation, for example, a CCD matrix, with an electronic video signal conditioning device, the output of which is connected to the monitor, the first and second filters, an aperture diaphragm located on the optical axis of the lens with the possibility of output beyond the path of light rays forming an optical image, as well as a protective glass installed so that the normal to its input surface forms an angle with the optical axis of the lens other than Ulya. The sensitive area of the matrix detector of optical radiation is installed in the focal plane of the lens. The first filter passes optical radiation in the spectral region characterized by wavelengths from 550 nm or more. The second filter passes optical radiation in a spectral region different from the spectral region of the first filter. It can also be made in the form of a broadband radiation power attenuator or in the form of a transparent optical plate. The first and second filters are installed with the possibility of sequential introduction of light rays forming the image of the observed objects. On the entrance surface of the protective glass, a coating is applied to protect the surveillance system from external thermal, electromagnetic or powerful laser radiation or a conductive coating. The protective glass may be composite, for example, of two plane-parallel plates. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения, более конкретно - к телевизионным системам наблюдения, работающим в дневное время суток.The utility model relates to the field of optoelectronic instrumentation, and more specifically to television surveillance systems operating in the daytime.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является телевизионная система наблюдения [1], содержащая установленные последовательно на одной оси объектив и расположенный в его фокальной плоскости матричный приемник оптического излучения на основе ПЗС-матрицы с электронным устройством формирования видеосигнала.Closest to the technical nature of the claimed utility model is a television surveillance system [1], which contains a matrix mounted in series on the same axis of the lens and located in its focal plane matrix receiver of optical radiation based on a CCD matrix with an electronic device for generating a video signal.

Основными недостатками известной системы наблюдения являются сложность получения высококачественного изображения удаленных объектов вследствие широкой области спектральной чувствительности ПЗС-матриц и других матричных приемников, обычно составляющей 350-1050 нм, что требует использования сложных высококачественных объективов, и пониженного контраста изображения в области спектра излучения менее 550 нм, что снижает дальность обнаружения и распознавания объектов, а также незащищенность ПЗС-матрицы от воздействия внешнего теплового излучения, что критично, например, при попадании солнца в поле зрения системы наблюдения, от воздействия внешнего электромагнитного излучения, что весьма критично при работе системы наблюдения в составе сложных оптико-электронных комплексов, от воздействия лазерных средств противника с целью «ослепления» или обнаружения данной системы наблюдения, и сложность организации обогрева входной поверхности объектива для устранения ее запотевания. Кроме того, не обеспечена возможность изменения спектрального или интегрального пропускания оптической системы для улучшения видения объектов в различных условиях освещения, например, в сумерках или при высокой освещенности местности, а также отсутствует защита объектива от механических повреждений.The main disadvantages of the known observation system are the difficulty in obtaining a high-quality image of distant objects due to the wide spectral sensitivity of CCD arrays and other matrix receivers, which usually amounts to 350-1050 nm, which requires the use of complex high-quality lenses, and a reduced image contrast in the radiation spectrum region of less than 550 nm , which reduces the range of detection and recognition of objects, as well as the insecurity of the CCD matrix from external thermal radiation, which is critical, for example, when the sun enters the field of view of the surveillance system, from the effects of external electromagnetic radiation, which is very critical when the surveillance system is a part of complex optoelectronic systems, from exposure to enemy laser means in order to “blind” or detect this surveillance systems, and the difficulty of organizing the heating of the input surface of the lens to eliminate its fogging. In addition, it is not possible to change the spectral or integrated transmission of the optical system to improve the vision of objects in various lighting conditions, for example, at dusk or in high-light areas, and there is no protection of the lens from mechanical damage.

Задачами полезной модели являются увеличение дальностей обнаружения и распознавания объектов наблюдения в реальных условиях эксплуатации, улучшение видимости объектов в различных условиях освещения, обеспечение защиты матричных приемников оптического излучения от воздействия внешнего теплового излучения, электромагнитного излучения и лазерных средств воздействия противника, а также упрощение организации обогрева входной поверхности оптического тракта системы наблюдения и обеспечение защиты объектива от механических повреждений.The objectives of the utility model are to increase the ranges of detection and recognition of objects under observation in real operating conditions, improve the visibility of objects in various lighting conditions, ensure the protection of matrix optical radiation detectors from external thermal radiation, electromagnetic radiation and laser means of the enemy’s influence, as well as simplify the organization of input heating the surface of the optical path of the surveillance system and the protection of the lens from mechanical damage d.

Для решения указанных задач в систему наблюдения, содержащую установленные последовательно на одной оси объектив и расположенный в его фокальной плоскости матричный приемник оптического излучения с электронным устройством формирования видеосигнала, выход которого подключен к монитору, введен первый светофильтр, расположенный на оптической оси объектива перед матричным приемником оптического излучения, область спектрального пропускания которого ограничена, по меньшей мере, со стороны малых длин волн света значением λ_min≥0,55 мкм, и введено защитное стекло, установленное перед объективом так, что нормаль к его входной поверхности образует с оптической осью объектива угол, отличный от нуля. В данную систему наблюдения может быть введен, по меньшей мере, второй светофильтр, область спектрального пропускания которого отлична от области спектрального пропускания первого светофильтра, при этом каждый светофильтр установлен с возможностью введения в ход лучей света или выведения из него. Второй светофильтр может быть выполнен в виде прозрачной оптической пластины или в виде ослабителя мощности излучения, который, в частности, может быть выполнен в виде узкополосного светофильтра. В систему наблюдения может быть введена апертурная диафрагма, установленная на оптической оси объектива с возможностью ее вывода из хода лучей света, или с возможностью изменения ее диаметра для ограничения входящей в объектив световой энергии. Защитное стекло может быть выполнено из материала, пропускающего оптическое излучение рабочего диапазона, но не пропускающего To solve these problems, a first optical filter located on the optical axis of the lens in front of the optical matrix receiver is introduced into the observation system, which contains a lens array mounted in series on the same axis and a matrix receiver of optical radiation with an electronic video signal conditioning device, the output of which is connected to the monitor, located in its focal plane radiation, the spectral transmission region which is bounded at least by the short wavelength light value λ _min ≥0,55 microns, and edeno protective glass mounted in front of the lens so that the normal to its input surface forms an angle with the optical axis of the lens, different from zero. At least a second filter can be introduced into this monitoring system, the spectral transmittance of which is different from the spectral transmittance of the first filter, with each filter being installed with the possibility of introducing or removing light rays. The second filter can be made in the form of a transparent optical plate or in the form of a radiation power attenuator, which, in particular, can be made in the form of a narrow-band filter. An aperture diaphragm mounted on the optical axis of the lens can be introduced into the observation system with the possibility of its output from the course of light rays, or with the possibility of changing its diameter to limit the light energy entering the lens. The protective glass can be made of a material that transmits optical radiation of the working range, but does not pass

тепловое излучение, или одна из поверхностей защитного стекла может иметь покрытие, отражающее тепловое излучение, для защиты матричного приемника оптического излучения от перегрева внешним излучением. По меньшей мере, одна из поверхностей защитного стекла может иметь покрытие, отражающее часть спектра излучения, для защиты матричного приемника оптического излучения от воздействия лазерного излучения оружия противника, или токопроводящее покрытие, пропускающее оптическое излучение рабочего диапазона, для возможности обогрева защитного стекла, или покрытие с малым электрическим сопротивлением для защиты электронной части системы наблюдения от воздействия внешнего электромагнитного излучения.thermal radiation, or one of the surfaces of the protective glass may have a coating reflecting thermal radiation, to protect the matrix receiver of optical radiation from overheating by external radiation. At least one of the surfaces of the protective glass may have a coating that reflects part of the radiation spectrum to protect the matrix receiver of optical radiation from laser radiation from enemy weapons, or a conductive coating that transmits optical radiation of the working range, for the possibility of heating the protective glass, or a coating with low electrical resistance to protect the electronic part of the surveillance system from exposure to external electromagnetic radiation.

Введение в систему наблюдения первого светофильтра, расположенного на оптической оси объектива перед матричным приемником оптического излучения, область спектрального пропускания которого ограничена, по меньшей мере, со стороны малых длин волн света значением λ_min≥0,55 мкм, обеспечивает увеличение дальностей обнаружения и распознавания объектов наблюдения в реальных условиях эксплуатации, так как в области спектра оптического излучения с длинами волн λ_min≥0,55 мкм повышается контраст объектов наблюдения [2].Introduction to the observation system of the first filter located on the optical axis of the lens in front of the matrix detector of optical radiation, the spectral transmittance of which is limited, at least from the side of small wavelengths of light by a value of λ _min ≥0.55 μm, provides an increase in the detection and recognition distances of objects observations in real operating conditions, since in the spectral region of the optical radiation with wavelengths λ _min ≥0.55 μm, the contrast of the observed objects increases [2].

Введение защитного стекла, установленного перед объективом так, что нормаль к его входной поверхности образует с оптической осью объектива угол, отличный от нуля, обеспечивает возможность защиты матричного приемника оптического излучения от внешних воздействий различного происхождения и от механического повреждения объектива, а также исключает возможность обнаружения системы наблюдения противником с помощью лазерных средств по блику от защитного стекла.The introduction of a protective glass mounted in front of the lens so that the normal to its input surface forms a non-zero angle with the optical axis of the lens, provides the ability to protect the matrix optical radiation receiver from external influences of various origins and from mechanical damage to the lens, and also eliminates the possibility of detecting the system observation by the enemy using laser means on the glare from the protective glass.

Введение, по меньшей мере, второго светофильтра, область спектрального пропускания которого отлична от области спектрального пропускания первого светофильтра, при этом каждый светофильтр установлен с возможностью введения в ход лучей света или выведения из него, обеспечивает улучшение видимости объектов наблюдения в различных условиях освещения, The introduction of at least a second filter, the spectral transmittance of which is different from the spectral transmittance of the first filter, with each filter is installed with the possibility of introducing rays into the light or removing from it, improves the visibility of objects under observation in different lighting conditions,

так как путем смены светофильтров достигается изменение коэффициента светопропускания оптического тракта системы наблюдения или спектрального состава оптического излучения, взаимодействующего с матричным приемником оптического излучения.since by changing the light filters, a change in the optical transmittance of the optical path of the observation system or the spectral composition of the optical radiation interacting with the matrix receiver of optical radiation is achieved.

В частном случае выполнение второго светофильтра в виде прозрачной оптической пластины обеспечивает улучшение видимости объектов в условиях глубоких сумерек, так как введение такой пластины вместо первого светофильтра увеличивает мощность падающего на матричный приемник оптического излучения, а, следовательно, и отношение сигнал/шум в изображении, наблюдаемом оператором на экране монитора.In a particular case, the implementation of the second filter in the form of a transparent optical plate improves the visibility of objects in deep dusk, since the introduction of such a plate instead of the first filter increases the power of the optical radiation incident on the matrix receiver, and, therefore, the signal-to-noise ratio in the image observed operator on the monitor screen.

В другом частном случае, когда второй светофильтр выполнен в виде ослабителя мощности излучения, его введение в ход лучей в условиях высокой освещенности наблюдаемой сцены исключает искажения изображения, вызванные избытком фотоэлектронов в матричном приемнике оптического излучения, и обеспечивает возможность нормальной работы системы наблюдения.In another particular case, when the second filter is made in the form of a radiation power attenuator, its introduction into the course of the rays under conditions of high illumination of the observed scene eliminates image distortion caused by the excess of photoelectrons in the matrix receiver of optical radiation and ensures the normal operation of the observation system.

Введение в систему наблюдения апертурной диафрагмы, установленной на оптической оси объектива с возможностью ее вывода из хода лучей света, или с возможностью изменения ее диаметра для ограничения входящей в объектив световой энергии приводит к такому же эффекту.Introduction to the observation system of an aperture diaphragm mounted on the optical axis of the lens with the possibility of its output from the course of light rays, or with the possibility of changing its diameter to limit the light energy entering the lens, leads to the same effect.

Выполнение второго светофильтра в виде ослабителя мощности излучения, представляющего собой полосовой светофильтр, обеспечивает улучшение видимости объектов наблюдения не только за счет устранения избыточной освещенности матричного приемника оптического излучения, но и за счет увеличения контраста изображения благодаря сужению рабочей области спектра, особенно при выборе светофильтра со смещенной в инфракрасную область спектра полосой пропускания.The implementation of the second filter in the form of a radiation power attenuator, which is a band-pass filter, improves the visibility of the objects under observation not only by eliminating the excess illumination of the matrix receiver of optical radiation, but also by increasing the contrast of the image due to the narrowing of the working region of the spectrum, especially when choosing a filter with an offset in the infrared bandwidth.

Выполнение защитного стекла из материала, пропускающего оптическое излучение рабочего диапазона, но не пропускающего тепловое излучение, или нанесение на одну из поверхностей защитного стекла покрытия, The implementation of a protective glass from a material that transmits optical radiation of the working range, but does not transmit thermal radiation, or the application of a coating on one of the surfaces of the protective glass,

отражающего тепловое излучение, обеспечивает защиту матричного приемника оптического излучения от перегрева внешним излучением.reflecting thermal radiation, provides protection for the matrix receiver of optical radiation from overheating by external radiation.

Выполнение одной из поверхностей защитного стекла с покрытием, отражающим часть спектра излучения, обеспечивает защиту матричного приемника оптического излучения от воздействия лазерного оружия противника. Эта же задача решается в случае выполнения второго светофильтра в виде ослабителя мощности излучения, в случае его выполнения из материала, не пропускающего излучение лазера, например, при генерации на длине волны 0,92 мкм.The implementation of one of the surfaces of the protective glass with a coating that reflects part of the radiation spectrum, provides protection for the matrix receiver of optical radiation from the effects of laser weapons of the enemy. The same problem is solved if the second filter is implemented as a radiation power attenuator, if it is made of a material that does not transmit laser radiation, for example, when generated at a wavelength of 0.92 μm.

Выполнение защитного стекла с токопроводящим покрытием, пропускающим оптическое излучение рабочего диапазона, обеспечивает возможность обогрева защитного стекла, а с покрытием, имеющим малое электрическое сопротивление, обеспечивает защиту электронной части системы наблюдения от воздействия внешнего электромагнитного излучения через объектив системы наблюдения.The implementation of protective glass with a conductive coating that transmits optical radiation of the operating range provides the possibility of heating the protective glass, and with a coating having low electrical resistance, it protects the electronic part of the surveillance system from the effects of external electromagnetic radiation through the lens of the surveillance system.

На фиг.1 изображена принципиальная схема системы наблюдения, на фиг.2 показан пример выполнения защитного стекла системы наблюдения.Figure 1 shows a schematic diagram of a surveillance system, figure 2 shows an example of the protective glass of the surveillance system.

Система наблюдения включает (фиг.1) объектив 1, матричный приемник 2 оптического излучения, например, ПЗС-матрицу, размещенную совместно с электронным устройством 3 формирования видеосигнала на печатной плате 4, выход которого подключен к монитору 5, на экране 6 которого наблюдается видеоизображение, первый и второй светофильтры 7 и 8 соответственно, апертурную диафрагму 9, расположенную в данной реализации между объективом 1 и ПЗС-матрицей 2 на оптической оси объектива с возможностью вывода за пределы хода лучей света, формирующего оптическое изображение, а также защитное стекло 10, установленное так, что нормаль к его входной поверхности образует угол α=7° с оптической осью объектива 1.The monitoring system includes (Fig. 1) a lens 1, a matrix receiver 2 of optical radiation, for example, a CCD matrix, placed together with an electronic device 3 for generating a video signal on a printed circuit board 4, the output of which is connected to a monitor 5, on the screen 6 of which a video image is observed, the first and second filters 7 and 8, respectively, the aperture diaphragm 9, located in this implementation between the lens 1 and the CCD matrix 2 on the optical axis of the lens with the possibility of output of the rays of light forming the optical the image, as well as the protective glass 10, installed so that the normal to its input surface forms an angle α = 7 ° with the optical axis of the lens 1.

Чувствительная площадка ПЗС-матрицы установлена в фокальной плоскости объектива 1. Первый светофильтр 7 пропускает оптическое излучение в области спектра 600...850 нм и может быть выполнен The sensitive area of the CCD is installed in the focal plane of the lens 1. The first filter 7 passes optical radiation in the spectral region of 600 ... 850 nm and can be performed

из цветного стекла КС 13 и блокирующего фильтра типа БД[(88ИЭх41ИЭ)хn][(88ИЭх41ИЭ)х7]х88ИЭ.41ИЭхn по ОСТ 3-854-88.made of stained glass KS 13 and a blocking filter of the type BD [(88IEX41IE) xn] [(88IEX41IE) x7] x88IE.41IExn according to OST 3-854-88.

Второй светофильтр 8 пропускает оптическое излучение в области спектра 780...850 нм и может быть выполнен в виде подложки из цветного стекла, отрезающего область спектра менее 780 нм (стекло RG780), и интерференционного длинноволнового блокирующего фильтра типа БД[(88ИЭх41ИЭ)хn][(88ИЭх41ИЭ)х7]х88ИЭ.41ИЭхn по ОСТ 3-854-88. Он может быть выполнен также в виде ослабителя мощности излучения в широкой области спектра или в виде прозрачной оптической пластины, в зависимости от специфики применения системы наблюдения. Светофильтры 7 и 8 установлены с возможностью последовательного введения в ход лучей света, формирующего изображение в плоскости чувствительной площадки ПЗС-матрицы 2. В зависимости от конструктивного исполнения они могут быть размещены непосредственно около ПЗС-матрицы, перед объективом 1 или же внутри него, а также в качестве одного из светофильтров может быть использовано защитное стекло, выполненное из соответствующего оптического материала.The second filter 8 transmits optical radiation in the spectral region of 780 ... 850 nm and can be made in the form of a colored glass substrate that cuts off the spectral region of less than 780 nm (RG780 glass) and an interference long-wavelength blocking filter type BD [(88IEX41IE) xn] [(88IEx41IE) x7] x88IE.41IExn according to OST 3-854-88. It can also be made in the form of a radiation power attenuator in a wide spectral region or in the form of a transparent optical plate, depending on the specific application of the observation system. The filters 7 and 8 are installed with the possibility of sequentially introducing rays of light forming an image in the plane of the sensitive area of the CCD matrix 2. Depending on the design, they can be placed directly near the CCD matrix, in front of the lens 1 or inside it, and as one of the filters, a protective glass made of the corresponding optical material can be used.

На входной поверхности защитного стекла 10 нанесено токопроводящее покрытие и к нему припаяны электроды (на фиг.1 не показаны) для подключения к источнику электрического напряжения. Защитное стекло 10 может быть изготовлено из кварцевого стекла, имеющего теплопроводность в 1,5 раза большую по сравнению с обычным оптическим стеклом, а также интенсивную полосу поглощения в интервале длин волн 2600...2800 нм, а на его выходной поверхности может быть нанесено многослойное диэлектрическое покрытие, отражающее излучение в области спектра 900...1100 нм, что исключает вхождение в систему наблюдения излучения от мощных лазерных источников, обеспечивающих генерацию на длинах волн 920 нм, 980 нм, 1060 нм, наиболее часто используемых для «ослепления» противника или для обнаружения оптических систем. Защитное стекло 10 может быть изготовлено также из обычного оптического стекла, а на его выходной поверхности может быть нанесено теплоотражающее покрытие 69/58ИЭ.41ИЭ по ОСТ 3-1901-95, A conductive coating is applied to the input surface of the protective glass 10 and electrodes are soldered to it (not shown in FIG. 1) for connection to an electric voltage source. The protective glass 10 can be made of quartz glass having a thermal conductivity of 1.5 times greater than conventional optical glass, as well as an intense absorption band in the wavelength range of 2600 ... 2800 nm, and a laminated layer can be deposited on its output surface a dielectric coating reflecting radiation in the spectral region of 900 ... 1100 nm, which excludes the entry into the observation system of radiation from high-power laser sources that provide generation at wavelengths of 920 nm, 980 nm, 1060 nm, most often used for “blinding” eniya "or enemy detection optical systems. The protective glass 10 can also be made of ordinary optical glass, and on its output surface a heat-reflecting coating 69 / 58IE.41IE according to OST 3-1901-95 can be applied,

имеющее коэффициент отражения около 80% для области спектра излучения 2500...25000 нм. Защитное стекло 10 может быть составным, например, из двух плоскопараллельных пластин (фиг.2). В этом случае теплозащитное покрытие может быть нанесено на второй поверхности, а на третьей и четвертой поверхностях составного защитного стекла 10 могут быть нанесены покрытия, отражающие лазерное излучение различных длин волн λ₁ и λ₂. Если система наблюдения предназначена для работы в условиях повышенного внешнего электромагнитного излучения, на одной из поверхностей защитного стекла может быть нанесено покрытие с малым электрическим сопротивлением, например, покрытие на основе золота. Второй светофильтр 8 в качестве ослабителя может быть также изготовлен из материала, не пропускающего мощное лазерное излучение, например, с длиной волны 1,06 мкм, для исключения разрушения матричного приемника лазерным оружием противника.having a reflection coefficient of about 80% for the region of the emission spectrum of 2500 ... 25000 nm. The protective glass 10 may be composite, for example, of two plane-parallel plates (figure 2). In this case, a heat-shielding coating can be applied on the second surface, and coatings reflecting laser radiation of different wavelengths λ ₁ and λ ₂ can be applied on the third and fourth surfaces of the composite protective glass 10. If the surveillance system is designed to operate in conditions of increased external electromagnetic radiation, a coating with a low electrical resistance may be applied to one of the surfaces of the protective glass, for example, a coating based on gold. The second filter 8 as a attenuator can also be made of a material that does not transmit powerful laser radiation, for example, with a wavelength of 1.06 μm, to prevent destruction of the matrix receiver by laser weapons of the enemy.

Система наблюдения работает следующим образом.The monitoring system operates as follows.

Оптическое излучение от объектов наблюдения проходит защитное стекло 10, затем объектив 1, первый светофильтр 7 и попадает на чувствительную площадку ПЗС-матрицы 2. Сформированное в плоскости чувствительной площадки ПЗС-матрицы 2 оптическое изображение объектов преобразуется ПЗС-матрицей 2 в электронное, которое в свою очередь электронным устройством 3 формирования видеосигнала преобразуется в видеосигнал, передаваемый на монитор 5, на экране 6 которого оператор наблюдает изображение объектов наблюдения. При средних уровнях освещенности наблюдаемой сцены, примерно 20-30000 люкс, благодаря тому, что первый светофильтр 7 имеет область пропускания оптического излучения 600...850 нм, смещенную в сторону больших длин волн, изображение отличается повышенным контрастом, что обеспечивает повышенные дальности обнаружения и распознавания объектов наблюдения.The optical radiation from the objects of observation passes through the protective glass 10, then the lens 1, the first filter 7 and falls on the sensitive area of the CCD matrix 2. Formed in the plane of the sensitive area of the CCD matrix 2, the optical image of the objects is converted by the CCD matrix 2 into electronic, which in its The queue of the electronic device 3 for generating a video signal is converted into a video signal transmitted to the monitor 5, on the screen 6 of which the operator observes the image of the objects of observation. At average illumination levels of the observed scene, approximately 20-30000 lux, due to the fact that the first filter 7 has an optical radiation transmission range of 600 ... 850 nm, shifted towards longer wavelengths, the image is characterized by increased contrast, which provides increased detection ranges and recognition of objects of observation.

При пониженной освещенности наблюдаемой сцены (менее 20 люкс) изображение теряет контраст и размывается из-за ослабления оптического сигнала в чувствительной плоскости матричного приемника 2 и резкого At low illumination of the observed scene (less than 20 lux), the image loses contrast and is blurred due to the weakening of the optical signal in the sensitive plane of the matrix receiver 2 and sharp

уменьшения отношения сигнал/шум. В этом случае в ход лучей света вместо первого светофильтра 7 вводят второй светофильтр 8, выполненный в виде прозрачной оптической пластины или в виде светофильтра, имеющего расширенную полосу пропускания, например, 450...950 нм, по сравнению с полосой пропускания первого светофильтра. В обоих случаях вследствие увеличения мощности оптического излучения, поступающего на ПЗС-матрицу 2, отношение сигнал/шум увеличивается и качество изображения объектов наблюдения улучшается.reducing signal to noise ratio. In this case, instead of the first filter 7, a second filter 8 is introduced into the course of the light rays, made in the form of a transparent optical plate or in the form of a filter having an expanded passband, for example, 450 ... 950 nm, compared with the passband of the first filter. In both cases, due to an increase in the power of optical radiation supplied to the CCD matrix 2, the signal-to-noise ratio increases and the image quality of the observed objects improves.

При повышенной освещенности наблюдаемой сцены (более 30000 люкс) в чувствительном слое элементарных площадок ПЗС-матрицы 2 образуется избыток фотоэлектронов, что отражается на качестве наблюдаемого на экране 6 монитора 5 изображения, в котором появляются зоны яркой засветки и существенное искажение многих элементов, вплоть до их исчезновения. В этом случае в ход лучей света вводят второй светофильтр 8, выполненный в виде ослабителя мощности оптического излучения в широком диапазоне длин волн или в виде полосового светофильтра, например, с полосой пропускания 780...850 нм. Второй вариант имеет предпочтение, так как вследствие малой спектральной полосы пропускания второго светофильтра 8 контраст изображения наиболее высок, что обеспечивает максимальную дальность обнаружения или распознавания объектов наблюдения.With increased illumination of the observed scene (more than 30,000 lux), an excess of photoelectrons is formed in the sensitive layer of elementary sites of the CCD matrix 2, which affects the quality of the image observed on screen 6 of monitor 5, in which bright illumination zones and significant distortion of many elements appear, up to their disappearances. In this case, a second light filter 8 is introduced into the course of the light rays, made in the form of an optical radiation power attenuator in a wide wavelength range or in the form of a band-pass filter, for example, with a passband of 780 ... 850 nm. The second option is preferred, since due to the small spectral bandwidth of the second filter 8, the image contrast is highest, which ensures the maximum detection range or detection of the objects to be observed.

Как пример выполнения система наблюдения может быть снабжена апертурной диафрагмой 9, ограничивающей входящую в систему наблюдения мощность излучения, которая может вводиться в ход лучей света при повышенной освещенности наблюдаемой сцены, или может быть использована апертурная диафрагма 9 с переменным диаметром входного отверстия. В этом случае ее действие эквивалентно введению второго светофильтра 8, выполненного в виде широкополосного ослабителя мощности оптического излучения, но имеет преимущество в том, что ее введение не ухудшает контраст наблюдаемого изображения, так как в ходе лучей света остается первый светофильтр 7, а, следовательно, не приводит к снижению контраста As an example of implementation, the monitoring system can be equipped with an aperture diaphragm 9, which limits the radiation power entering the monitoring system, which can be introduced into the course of light rays when the scene is illuminated, or the aperture diaphragm 9 with a variable diameter of the inlet can be used. In this case, its effect is equivalent to the introduction of the second filter 8, made in the form of a broadband optical radiation power attenuator, but has the advantage that its introduction does not impair the contrast of the observed image, since the first filter 7 remains in the course of light rays, and, therefore, does not reduce contrast

изображения и уменьшению дальности обнаружения или распознавания объектов наблюдения.image and reduce the detection range or recognition of objects of observation.

Если система наблюдения предназначена для работы в условиях повышенного внешнего электромагнитного или теплового излучения, в ней используется защитное стекло 10, на одной из поверхностей которого нанесено покрытие с малым электрическим сопротивлением, например, покрытие на основе золота, или покрытие, отражающее тепловое излучение. При наличии на защитном стекле покрытия с малым электрическим сопротивлением внешнее электромагнитное излучение экранируется этим покрытием и не проникает внутрь системы наблюдения. Тепловое излучение значительно ослабляется, отражаясь от покрытия защитного стекла.If the surveillance system is designed to operate in conditions of increased external electromagnetic or thermal radiation, it uses a protective glass 10, on one surface of which is coated with low electrical resistance, for example, a coating based on gold, or a coating that reflects thermal radiation. If there is a coating with a low electrical resistance on the protective glass, the external electromagnetic radiation is shielded by this coating and does not penetrate the surveillance system. Thermal radiation is significantly attenuated, reflected from the cover of the protective glass.

При работе в условиях значительных перепадов температур или в условиях повышенной влажности в системе наблюдения используется защитное стекло 10 с токопроводящим покрытием на его передней рабочей поверхности. При появлении на этой поверхности запотевания, что приводит к резкому ухудшению качества наблюдаемого изображения, оператор включает систему обогрева. Электрический ток, протекая по токопроводящему покрытию, нагревает его, и запотевание исчезает, а высокое качество изображения на экране монитора 5 восстанавливается.When working in conditions of significant temperature changes or in conditions of high humidity in the monitoring system uses a protective glass 10 with a conductive coating on its front working surface. When fogging appears on this surface, which leads to a sharp deterioration in the quality of the observed image, the operator turns on the heating system. An electric current flowing through the conductive coating heats it, and fogging disappears, and the high image quality on the monitor screen 5 is restored.

При использовании системы наблюдения в условиях возможного применения противником лазерного оружия с целью обнаружения, ослепления или разрушения системы наблюдения используется защитное стекло 10, имеющее на одной из его поверхностей покрытие, отражающее оптическое излучение в области длины волны излучения соответствующего лазера. В этом случае излучение лазера отражается от покрытия защитного стекла, например, вниз благодаря его наклону к оптической оси объектива. Таким образом, это излучение не попадает в систему наблюдения и она не обнаруживается противником. В случае возможного использования противником лазерного оружия с излучением на различных длинах волн используется защитное стекло When using a surveillance system in the conditions of possible use by the enemy of laser weapons in order to detect, dazzle or destroy the surveillance system, a protective glass 10 is used, having a coating on one of its surfaces that reflects optical radiation in the region of the radiation wavelength of the corresponding laser. In this case, the laser radiation is reflected from the cover of the protective glass, for example, downward due to its inclination to the optical axis of the lens. Thus, this radiation does not enter the surveillance system and it is not detected by the adversary. In the event that the enemy may use laser weapons with radiation at different wavelengths, protective glass is used

10, имеющее различные покрытия на его различных рабочих поверхностях, от которого отражаются соответствующие лазерные лучи.10 having various coatings on its various working surfaces, from which the corresponding laser beams are reflected.

При необходимости использования большего количества покрытий на рабочих поверхностях защитного стекла используется составное защитное стекло 10, например, как показано на фиг.2. В этом случае на его первой поверхности может быть нанесено токопроводящее покрытие, на второй - покрытие, отражающее внешнее тепловое или электромагнитное излучение, на третьей и четвертой поверхностях - покрытие, отражающее лазерное излучение в области длин волн λ₁ и λ₂.If it is necessary to use more coatings on the working surfaces of the protective glass, a composite protective glass 10 is used, for example, as shown in FIG. In this case, a conductive coating can be applied on its first surface, on the second - a coating reflecting external thermal or electromagnetic radiation, on the third and fourth surfaces - a coating reflecting laser radiation in the wavelength region λ ₁ and λ ₂ .

Таким образом, предлагаемая система наблюдения обеспечивает не только увеличение дальностей обнаружения и распознавания объектов в реальных условиях эксплуатации, улучшение видимости в различных условиях освещения, но и обладает повышенной защищенностью от воздействия мощного внешнего теплового или электромагнитного излучения, лазерных средств противодействия противника, а также исключает запотевание защитного стекла при резких колебаниях температуры, что также обеспечивает улучшение видимости наблюдаемых объектов.Thus, the proposed monitoring system provides not only an increase in the ranges of detection and recognition of objects in real operating conditions, improved visibility in various lighting conditions, but also has increased protection from exposure to powerful external thermal or electromagnetic radiation, laser countermeasures of the enemy, and also eliminates fogging protective glass with sharp temperature fluctuations, which also provides improved visibility of the observed objects.

Источники информацииInformation sources

1. Телевизионные камеры. Каталог фирмы ЭВС. Санкт-Петербург, 2004 г., с.8 - прототип.1. Television cameras. Catalog of the company EMU. St. Petersburg, 2004, p.8 - prototype.

2. Грязин Г.Н. Оптико-электронные системы обзора пространства: системы телевидения. Ленинград, «Машиностроение» - Ленинградское отделение, 1988 г.2. Gryazin G.N. Optoelectronic space survey systems: television systems. Leningrad, "Engineering" - Leningrad Branch, 1988

Claims

1. A surveillance system comprising a matrix optical optical detector with an electronic video signal conditioning apparatus arranged in series on one axis and located in its focal plane, the output of which is connected to a monitor, characterized in that a first filter is introduced located on the optical axis of the lens in front of the matrix receiver optical radiation, the spectral transmission region of which is limited, at least from the side of small wavelengths of light, by a value of λ _min ≥0.55 μm, and introduced a protective glass mounted in front of the lens so that the normal to its input surface forms an angle other than zero with the optical axis of the lens.

2. The observation system according to claim 1, characterized in that at least a second filter is introduced, the spectral transmittance of which is different from the spectral transmittance of the first filter, with each filter being installed with the possibility of introducing or removing light from the light .

3. The surveillance system according to claim 2, characterized in that the second filter is made in the form of a transparent optical plate.

4. The surveillance system according to claim 2, characterized in that the second filter is made in the form of a radiation power attenuator.

5. The surveillance system according to claim 4, characterized in that the radiation power attenuator is made in the form of a band-pass filter.

6. The surveillance system according to claim 1, characterized in that an aperture diaphragm is installed, mounted on the optical axis of the lens with the possibility of its output from the course of light rays or with the possibility of changing its diameter.

7. The surveillance system according to claim 1, characterized in that the protective glass is made of a material that transmits optical radiation of the working range, but does not allow thermal radiation, or one of the surfaces of the protective glass has a coating that reflects thermal radiation.

8. The surveillance system according to claim 7, characterized in that at least one of the surfaces of the protective glass has a coating that reflects part of the radiation spectrum.

9. The surveillance system of claim 8, characterized in that one of the surfaces of the protective glass has a conductive coating that transmits optical radiation of the working range.

10. The surveillance system according to claim 9, characterized in that one of the surfaces of the protective glass has a coating with low electrical resistance.