RU182630U1

RU182630U1 - Dual Channel Night Vision Goggles

Info

Publication number: RU182630U1
Application number: RU2018106938U
Authority: RU
Inventors: Павел Дмитриевич Гиндин; Яков Владимирович Гицилевич; Виктор Генрихович Волков; Владимир Владимирович Карпов
Original assignee: Акционерное общество "Московский завод "САПФИР"
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2018-08-24

Abstract

Двухканальные очки ночного видения состоят из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного объектива, тепловизионного модуля, содержащего матрицу микроболометров, блок электронной обработки и OLED дисплей, и псевдобинокулярной окулярной системы, содержащей проекционный объектив, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму с двумя окулярными ветвями, каждая из которых содержит промежуточный объектив, оптически сопряженный с окуляром. В каждой окулярной ветви дополнительно введены дневной объектив и призменная оборачивающая система, и в каждой окулярной ветви промежуточный объектив оптически сопряжен с окуляром через плоскопараллельную пластину с дихроичным покрытием, которая оптически сопряжена через призменную оборачивающую систему с дневным объективом. Технический результат - повышение качества изображения, создаваемого при наблюдениях не только в ночное время суток, но и в дневных условиях. 1 ил.

Two-channel night vision goggles consist of a infrared lens mounted sequentially on the optical axis, a thermal imaging module containing a microbolometer array, an electronic processing unit and an OLED display, and a pseudobinocular ocular system containing a projection lens optically paired through a specular reflective prism with two ocular branches, each which contains an intermediate lens optically paired with an eyepiece. In each ocular branch, a daytime lens and a prism wrapping system are additionally introduced, and in each ocular branch, the intermediate lens is optically paired with the eyepiece through a plane-parallel plate with a dichroic coating, which is optically paired through a prism wrapping system with a day lens. The technical result is an increase in the quality of the image created by observations not only at night, but also in the daytime. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к оптико-электронной технике, в частности к приборам ночного видения. Двухканальные очки ночного видения предназначены для ориентирования и наблюдения на местности как в темное, так и в дневное время суток.The proposed utility model relates to optoelectronic technology, in particular to night vision devices. Dual-channel night vision goggles are designed for orientation and observation on the ground both in the dark and in the daytime.

Известны принятые за аналог псевдобинокулярные очки ночного видения (ОНВ). (Очки ночного видения DVS-8. Проспект фирмы «Дедал-НВ», РФ., М., 2017 г.), а также созданные по такой же схеме ОНВ Night Vision Goggles AN/PVS-7B/D. (Night Vision Goggles AN/PVS-7B/D. Проспект фирмы Litton, США, 2017 г.). ОНВ состоят из последовательно установленных на оптической оси объектива, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) и псевдобинокулярной окулярной системы. Окулярная система содержит проекционный объектив, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму с двумя окулярными ветвями, каждая из которых содержит промежуточный объектив, оптически сопряженный через плоское зеркало с окуляром. ОНВ обеспечивают видение ночью.Known for the analogue of pseudobinocular night vision goggles (NVG). (Night vision goggles DVS-8. Prospectus of the Daedalus-NV company, RF., M., 2017), as well as Night Vision Goggles AN / PVS-7B / D created according to the same NVG scheme. (Night Vision Goggles AN / PVS-7B / D. Prospectus from Litton, USA, 2017). NVGs consist of sequentially mounted on the optical axis of the lens, an electron-optical converter (EOP) and a pseudobinocular ocular system. The eyepiece system contains a projection lens that is optically coupled through a specular reflective prism with two ocular branches, each of which contains an intermediate lens that is optically coupled through a flat mirror to the eyepiece. NVG provide vision at night.

Недостатком ОНВ является не способность работать при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и пр.) и в дневных условиях.The disadvantage of NVG is the inability to work with reduced transparency of the atmosphere (haze, fog, rain, snowfall, etc.) and in daytime conditions.

Известны принятые за прототип тепловизионные ОНВ (ТОНВ) Диполь TG-22 (Тепловизионные очки для охоты Диполь TG-22. Проспект фирмы НПФ «Диполь», республика Беларусь, г. Витебск, 2018 г. ), а также созданные по такой же схеме ТОНВ Thermal Imaging Goggles TIG-7 TTX, проспект фирмы General Starlight Company, Канада, 2017 г.). ОНВ состоят из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного (ИК) объектива, тепловизионного модуля, содержащего матрицу микроболометров, блок электронной обработки и OLED дисплей, и псевдобинокулярной окулярной системы. Окулярная система содержит проекционный объектив, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму с двумя окулярными ветвями, каждая из которых содержит промежуточный объектив, оптически сопряженный через плоское зеркало с окуляром. ОНВ обеспечивают видение ночью, позволяют работать как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и пр.) и в дневное время суток.Known for the prototype thermal imaging ONV (TONV) Dipol TG-22 (Thermal imaging glasses for hunting Dipol TG-22. Prospectus of the firm NPF Dipol, Republic of Belarus, Vitebsk, 2018), as well as created according to the same scheme TONV Thermal Imaging Goggles TIG-7 TTX, prospectus of General Starlight Company, Canada, 2017). The NVGs consist of an infrared (IR) lens sequentially mounted on the optical axis, a thermal imaging module containing a matrix of microbolometers, an electronic processing unit and an OLED display, and a pseudobinocular ocular system. The eyepiece system contains a projection lens that is optically coupled through a specular reflective prism with two ocular branches, each of which contains an intermediate lens that is optically coupled through a flat mirror to the eyepiece. NVG provide vision at night, allow you to work both with normal and low transparency of the atmosphere (haze, fog, rain, snow, etc.) and in the daytime.

Недостатком ОНВ является не способность обеспечить высокое качество изображения при работе в дневных условиях из-за резкого падения температурного контраста объекта наблюдения с фоном.The disadvantage of NVG is the inability to provide high image quality when working in daytime conditions due to a sharp drop in the temperature contrast of the observed object with the background.

Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является повышение качества изображения, создаваемого в ТОНВ при наблюдениях не только в ночное время суток, но и в дневных условиях.The problem solved by the proposed utility model is to improve the quality of the image created in the TONV during observations not only at night, but also in the daytime.

Указанный технический результат достигается за счет введения в каждую окулярную ветвь дневного объектива и призменной оборачивающей системы, и установки вместо плоского зеркала в каждой окулярной ветви плоскопараллельной пластины с дихроичным покрытием, оптически сопряженной через призменную оборачивающую систему с дневным объективом.The specified technical result is achieved by introducing into each ocular branch a day lens and a prism wrapping system, and installing instead of a flat mirror in each ocular branch of a plane-parallel plate with a dichroic coating, optically coupled through a prism wrapping system with a day lens.

Двухканальные очки ночного видения, состоящие из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного объектива, тепловизионного модуля, содержащего матрицу микроболометров, блок электронной обработки и OLED дисплей, и псевдобинокулярной окулярной системы, содержащей проекционный объектив, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму с двумя окулярными ветвями, каждая из которых содержит промежуточный объектив, оптически сопряженный через плоское зеркало с окуляром, отличающиеся тем, что вместо плоского зеркала в каждой окулярной ветви установлена плоскопараллельная пластина с дихроичным покрытием, оптически сопряженная через введенную призменную оборачивающую систему с введенным дневным объективом.Two-channel night vision goggles, consisting of a infrared lens sequentially mounted on the optical axis, a thermal imaging module containing a matrix of microbolometers, an electronic processing unit and an OLED display, and a pseudobinocular ocular system containing a projection lens optically coupled through a specular reflective prism with two ocular branches, each of which contains an intermediate lens optically paired through a flat mirror with an eyepiece, characterized in that instead of a flat mirror in each ocular branch, a plane-parallel plate with a dichroic coating is installed, which is optically coupled through the introduced prism wrapping system with the introduced day lens.

Блок-схема двухканальных ОНВ представлена на фиг.1. Двухканальные очки ночного видения состоят из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного (ИК) объектива 1, тепловизионного модуля 2, содержащего матрицу микроболометров 3, блок электронной обработки 4 и OLED дисплей 5, и псевдобинокулярной окулярной системы 6, содержащей проекционный объектив 7, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму 8 с двумя окулярными ветвями 9, 10, каждая из которых содержит промежуточный объектив 11 (12), оптически сопряженный через пластину с дихроичным покрытием 13 (14) с окуляром 15 (16), которая также оптически сопряжена через введенную призменную оборачивающую систему 17 (18) с дневным объективом 19 (20).The block diagram of the two-channel ONV presented in figure 1. Dual-channel night vision goggles consist of a infrared (IR) lens 1 sequentially mounted on the optical axis, a thermal imaging module 2, containing a matrix of microbolometers 3, an electronic processing unit 4 and an OLED display 5, and a pseudobinocular ocular system 6 containing a projection lens 7, optically paired through mirror reflective prism 8 with two ocular branches 9, 10, each of which contains an intermediate lens 11 (12), optically conjugated through a plate with dichroic coating 13 (14) with an eyepiece 15 (16), cat The lens is also optically coupled through the introduced prism wrapping system 17 (18) to the day lens 19 (20).

Устройство функционирует следующим образом. При работе ночью и при пониженной прозрачности атмосферы ИК объектив 1 создает изображение теплоизлучающего объекта и окружающего его фона на матрице микроболометров 3 тепловизионного модуля 2. Матрица 3 преобразует изображение в видеосигнал, который обрабатывается в реальном масштабе времени в блок электронной обработке 4 модуля 2. Блок 4 обеспечивает вычитание шумов, однородность изображения по распределению яркости, его преобразование в телевизионный стандарт и передает видеосигнал в OLED дисплей 5 модуля 2. OLED дисплей 5 модуля 2 преобразует видеосигнал в изображение, формируемое на экране OLED дисплея 5. Это изображение наблюдается оператором через псевдобинокулярную окулярную систему 6. Ее проекционный объектив 7 сфокусирован на экран OLED дисплея 5. Объектив 7 передает это изображение с помощью зеркальной отражающей призмы 8 в обе окулярные ветви 9 и 10. Установленный в них промежуточный объектив 11 (12) передает изображение на плоскопараллельную пластину с дихроичным покрытием 13 (14). Это покрытие отражает в рабочей спектральной области работы OLED дисплея 5 0,53-0,56 мкм и пропускает в остальной части видимой области спектра 0,38-0,78 мкм. Отраженный от пластины 13 (14) свет передается в окуляр 15 (16), через который оператор наблюдет изображение. Благодаря этому оператор наблюдает изображение ночью и днем как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы. При необходимости наблюдения в дневных условиях с более высоким качеством изображения, чем при наблюдении с помощью модуля 2 при нормальной прозрачности атмосферы модуль 2 отключается. При этом дневной объектив 19 (20) создает перевернутое изображение объекта наблюдения и окружающего его фона в видимой области спектра. Это изображение передается в оборачивающую призменную систему 17 (18) (выполненную, например, на основе призменной системы Порро 1-го или 2-го рода или призмы Пехана), которая оборачивает изображение и делает его прямым. Изображение передается через плоскопараллельную пластину 13 (14) в окуляр 15 (16), через который оператор наблюдает изображение. Благодаря более высокому качеству полученного таким образом изображения дальность видения при работе днем в 5 раз превышает дальность видения днем при работе ИК объектива 1 с модулем 2.The device operates as follows. When working at night and with reduced transparency of the atmosphere, the IR lens 1 creates an image of a heat-emitting object and the surrounding background on a matrix of microbolometers 3 of thermal imaging module 2. Matrix 3 converts the image into a video signal that is processed in real time into an electronic processing unit 4 of module 2. Block 4 provides noise subtraction, image uniformity in brightness distribution, its conversion to a television standard and transmits a video signal to OLED display 5 of module 2. OLED display 5 of module 2 transform the video signal into the image formed on the OLED screen of the display 5. This image is observed by the operator through the pseudobinocular ocular system 6. Its projection lens 7 is focused on the OLED screen of the display 5. The lens 7 transmits this image using the mirror reflective prism 8 to both ocular branches 9 and 10. The intermediate lens 11 (12) installed in them transmits the image onto a plane-parallel plate with a dichroic coating 13 (14). This coating reflects 5 0.53-0.56 μm in the working spectral region of the OLED display and transmits 0.38-0.78 μm in the rest of the visible spectrum. The light reflected from the plate 13 (14) is transmitted to the eyepiece 15 (16), through which the operator observes the image. Thanks to this, the operator observes the image at night and during the day, both at normal and low transparency of the atmosphere. If it is necessary to observe in daylight conditions with higher image quality than when observing using module 2 with normal atmospheric transparency, module 2 is turned off. In this case, the day lens 19 (20) creates an inverted image of the observation object and the surrounding background in the visible region of the spectrum. This image is transmitted to the wrapping prism system 17 (18) (made, for example, based on the Porro prism system of the 1st or 2nd kind or Pehan prism), which wraps the image and makes it straight. The image is transmitted through a plane-parallel plate 13 (14) to the eyepiece 15 (16), through which the operator observes the image. Due to the higher quality of the image thus obtained, the range of vision during daytime operation is 5 times greater than the range of vision during the day when the IR lens 1 with module 2 is in operation.

В настоящее время разработана принципиальная схема двухканальных ОНВ и выполнено макетирование прибора.At present, a circuit diagram of two-channel NVGs has been developed and a prototype of the device has been completed.

Таким образом, в предложенной полезной модели повышается качество изображения, создаваемого в ТОНВ при наблюдениях не только в ночное время суток, но и в дневных условиях, за счет введения в каждую окулярную ветвь дневного объектива и призменной оборачивающей системы, и установки вместо плоского зеркала в каждой окулярной ветви плоскопараллельной пластины с дихроичным покрытием, оптически сопряженной через призменную оборачивающую систему с дневным объективом.Thus, in the proposed utility model, the quality of the image created in TONV during observations not only at night, but also in daytime conditions is improved by introducing a day lens and a prism wrapping system into each ocular branch, and installing instead of a flat mirror in each the ocular branch of a plane-parallel plate with a dichroic coating optically coupled through a prism wrapping system with a day lens.

Claims

Two-channel night vision goggles, consisting of a infrared lens sequentially mounted on the optical axis, a thermal imaging module containing a matrix of microbolometers, an electronic processing unit and an OLED display, and a pseudobinocular ocular system containing a projection lens optically coupled through a specular reflective prism with two ocular branches, each of which contains an intermediate lens optically conjugated to the eyepiece, characterized in that in each ocular branch is additionally introduced There is a day lens and a prismatic wraparound system, and in each eyepiece branch, an intermediate lens is optically paired with an eyepiece through a plane-parallel plate with a dichroic coating, which is optically conjugated through a prism wraparound system with a daylight lens.