RU192164U1

RU192164U1 - Multifunctional Active Pulse TV Night Vision

Info

Publication number: RU192164U1
Application number: RU2019117072U
Authority: RU
Inventors: Виктор Генрихович Волков; Яков Владимирович Гицилевич; Павел Дмитриевич Гиндин; Владимир Владимирович Карпов; Сергей Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "Московский завод "САПФИР"
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2019-09-05

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности к приборам ночного видения.Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является обеспечение поиска объекта наблюдения на предельной дальности видения.Указанный технический результат достигается благодаря введенному тепловизионному модулю и второй телевизионной камере с соответствующей оптикой, обеспечивающими поиск и обнаружение объекта наблюдения при работе устройства в пассивном режиме на предельной дальности работы устройства в активно-импульсном режиме. Благодаря введению тепловизионного модуля обеспечивается создание и преобразование в видимое изображение теплового изображения объекта наблюдения и окружающего его фона, которое вводится в первую телевизионную камеру. Так как дальность обнаружения объекта наблюдения при формировании его теплового изображения равна дальности его распознавания при работе устройства в активно-импульсном (АИ) режиме, а угол поля зрения тепловизионной системы достаточно широк, то можно осуществить поиск и обнаружение объекта с помощью тепловизионной системы, а распознавание объекта в АИ режиме - на предельной дальности действия многофункционального активно-импульсного телевизионного прибора ночного видения. Благодаря введению второй телевизионной камеры обеспечивается поиск и обнаружение объекта наблюдения в широком угле поля зрения в тех случаях, когда тепловизионный модуль работает в не оптимальных для себя условиях.The proposed utility model relates to the technique of optoelectronic observation devices, in particular night vision devices. The problem solved by the proposed utility model is to ensure the search for the object of observation at the maximum range of vision. The indicated technical result is achieved thanks to the introduced thermal imaging module and a second television camera with the corresponding optics, providing search and detection of the object of observation when the device is in passive mode at the maximum operating range of the device in-keeping active-pulse mode. Thanks to the introduction of a thermal imaging module, it is possible to create and convert into a visible image a thermal image of the object of observation and the background surrounding it, which is introduced into the first television camera. Since the detection range of the observed object during the formation of its thermal image is equal to the recognition range when the device is in active-pulse (AI) mode, and the field of view of the thermal imaging system is wide enough, it is possible to search and detect the object using the thermal imaging system, and recognition object in AI mode - at the maximum range of the multifunctional active-pulse television night vision device. Thanks to the introduction of the second television camera, the search and detection of the object of observation in a wide angle of the field of view is provided in those cases when the thermal imaging module operates in conditions that are not optimal for itself.

Description

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

Известен активно-импульсный (АИ) ночной бинокль (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Техническое зрение. Инновации. М., Техносфера, 2014 г., 840. с., с. 407, рис. 4.4.1.). Он включает импульсный лазерный осветитель, состоящий из блока накачки, импульсного лазерного полупроводникового излучателя (ИЛПИ) и объектива формирования излучения (ОФИ), сфокусированного на ИЛПИ. К ИЛПИ подключен выход блока накачки. АИ ночной бинокль содержит также блок стробирования (электронный блок), содержащий задающий генератор импульсов (ЗГИ), 1-й выход которого подключен ко входу блока накачки, а 2-й выход через блок регулируемой задержки (БРЗ) подключен к формирователю стробирующих импульсов (ФСИ). АИ ночной бинокль включает блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси линзового объектива, узкополосного фильтра, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) с микроканальной пластиной (МКП), к которой подключен выход ФСИ, и окулярной системы, сфокусированной на экран ЭОП. Недостатками устройства является быстрая утомляемость оператора из-за необходимости наблюдения через окулярную систему, невозможность цифровой обработки изображении в реальном масштабе времени, дублирования изображения для двух или нескольких операторов, поиска объекта наблюдения на повышенной дальности видения, соответствующей предельным возможностям устройства при его работе в активно-импульсном (АИ) режиме. Поиск в АИ режиме невозможен из-за малого угла подсвета импульсного лазерного осветителя и соответственно малого угла поля зрения АИ ночного бинокля при его работе в АИ режиме, а также из-за необходимости одновременного поиска не только узким лучом подсвета по фронту, но и поиска по глубине узким стробом при изменении величины временной задержки между моментом посылки импульса подсвечивающего излучения и моментом его приема в блоке наблюдения. Можно осуществлять поиск и обнаружение объекта при работе активно-импульсного телевизионного прибора ночного видения (АИ ТВ ПНВ) в широкопольном пассивном режиме, но он обладает ограниченными возможностями по дальности действия, которая существенно ниже, чем дальность действия при работе АИ ТВ ПНВ в АИ режиме. Кроме того, дальность действия в пассивном режиме зависит от уровня естественной ночной освещенности (ЕНО) и при ее падении также уменьшается. Пассивный режим неработоспособен при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и др.), а также при воздействии световых помех.Known active-pulsed (AI) night binoculars (see Volkov VG, Gindin PD Technical Vision. Innovations. M., Technosphere, 2014, 840. S., S. 407, Fig. 4.4. one.). It includes a pulsed laser illuminator, consisting of a pump unit, a pulsed laser semiconductor emitter (ILPI) and a radiation forming lens (OFI) focused on ILPI. The pump block output is connected to ILPI. AI night binoculars also contain a gating unit (electronic unit) containing a master pulse generator (PGI), the first output of which is connected to the input of the pump unit, and the second output through an adjustable delay unit (RHL) is connected to a gate pulse generator (FSI) ) AI night binoculars include an observation unit, consisting of a lens, a narrow-band filter, an electron-optical converter (EOC) with a microchannel plate (MCP) connected to the output of the FSI, and an ocular system focused on the screen of the EOP. The disadvantages of the device are the rapid fatigue of the operator due to the need to observe through the ocular system, the inability to digitally process the image in real time, duplicate the image for two or more operators, search for the object of observation at an increased range of vision, corresponding to the maximum capabilities of the device when it is actively pulse (AI) mode. Search in the AI mode is impossible due to the small angle of illumination of the pulsed laser illuminator and, accordingly, the small angle of the field of view of the AI binoculars when it is in AI mode, and also because of the need to simultaneously search not only by a narrow backlight beam, but also search by the depth of the narrow strobe when changing the value of the time delay between the moment of sending the pulse of the illuminating radiation and the moment it is received in the observation unit. It is possible to search and detect an object when operating an active-pulse night vision television device (AI TV NVD) in a wide-field passive mode, but it has limited capabilities in range, which is significantly lower than the range when operating AI TV NVD in AI mode. In addition, the range in passive mode depends on the level of natural night illumination (ENO) and when it falls, it also decreases. The passive mode is inoperative with reduced transparency of the atmosphere (haze, fog, rain, snowfall, etc.), as well as when exposed to light noise.

Известен принятый за прототип АИ телевизионный прибор ночного видения (АИ ТВ ПНВ) (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Техническое зрение. Инновации. М, Техносфера, 2014 г., 840. с., с. 19, рис. 1.1.6.). Он включает импульсный лазерный осветитель, состоящий из блока накачки, ИЛПИ и ОФИ, сфокусированного на ИЛПИ. К ИЛПИ подключен выход блока накачки. АИ ТВ ПНВ содержит также блок стробирования, содержащий ЗГИ, первый выход которого подключен к входу блока накачки, а второй выход через БРЗ подключен к ФСИ. АИ ТВ ПНВ включает блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, узкополосного фильтра, ЭОП с МКП, к которой подключен выход ФСИ, оптики переноса, первый линзовый компонент которой сфокусирован на экран ЭОП, а второй ее линзовый компонент - на матрицу прибора с зарядовой связью (ПЗС) телевизионной (ТВ) камеры, подключенной к ТВ монитору. Объектив блока наблюдения выполнен зеркально-линзовым. Объектив содержит линзу-зеркало, первая оптическая поверхность которой по ходу луча выполнена сферической, а вторая оптическая поверхность выполнена плоской с нанесенной на нее кольцевой концентрической отражающей зеркальной поверхностью. Центральная часть линзы-зеркала является нерабочей. На выходе линзы-зеркала установлено зеркало Манжена, оптически сопряженное с концентрической кольцевой отражающей зеркальной поверхностью, на выходе которой установлен двухлинзовый компенсатор полевых аберраций. Данное устройство за счет вывода изображения на экран ТВ монитора позволило снизить утомляемость оператора, а также обеспечить возможность цифровой обработки изображении в реальном масштабе времени, дублирования изображения для двух или нескольких операторов. Недостатком устройства по-прежнему является невозможность поиска объекта наблюдения на повышенной дальности видения, соответствующей предельной дальности видения АИ ТВ ПНВ при его работе в АИ режиме.Known adopted for the prototype AI television night vision device (AI TV PNV) (see Volkov VG, Gindin PD Technical vision. Innovation. M, Technosphere, 2014, 840. S., S. 19, Fig. 1.1.6.). It includes a pulsed laser illuminator consisting of a pump unit, ILPI and OFI focused on ILPI. The pump block output is connected to ILPI. AI TV PNV also contains a strobing unit containing a PGI, the first output of which is connected to the input of the pumping unit, and the second output is connected through the BRZ to the FSI. AI TV PNV includes a monitoring unit, consisting of a series-mounted lens on the optical axis, a narrow-band filter, an image intensifier tube with a MCP to which the output of the FSI is connected, transfer optics, the first lens component of which is focused on the image intensifier screen, and its second lens component is on the device matrix with charge communication (CCD) of a television (TV) camera connected to a TV monitor. The lens of the observation unit is made of a mirror lens. The lens contains a mirror lens, the first optical surface of which is made spherical along the beam, and the second optical surface is made flat with an annular concentric reflective mirror surface deposited on it. The central part of the mirror lens is non-working. At the output of the mirror lens, a Mangin mirror is installed, which is optically coupled to a concentric annular reflective mirror surface, at the output of which a two-lens field aberration compensator is installed. This device, due to the output of the image on the TV monitor screen, has reduced operator fatigue, as well as providing the ability to digitally process the image in real time, duplicating the image for two or more operators. The disadvantage of the device is still the impossibility of searching for an object of observation at an increased range of vision corresponding to the maximum range of vision of an AI TV NVD when it is operating in AI mode.

Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является обеспечение поиска объекта наблюдения на предельной дальности видения.The problem solved by the proposed utility model is to ensure the search for the object of observation at the maximum range of vision.

Указанный технический результат достигается тем, что полезная модель представляет собой многофункциональный активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения, содержащий импульсный лазерный осветитель, блок стробирования, блок наблюдения, импульсный лазерный осветитель содержит блок накачки, подключенный ко входу импульсного лазерного полупроводникового излучателя, на который сфокусирован объектив формирования излучения, блок наблюдения состоит из последовательно установленных на оптической оси зеркально-линзового объектива, узкополосного фильтра, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, оптики переноса, содержащей первый и второй линзовые компоненты, телевизионной камеры, подключенной к телевизионному монитору, причем первый линзовый компонент оптики переноса сфокусирован на экран электронно-оптического преобразователя, а второй ее линзовый компонент сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной камеры, блок стробирования содержит задающий генератор импульсов, первый выход которого подключен ко входу блока накачки, а второй выход через блок регулируемой задержки подключен к формирователю стробирующих импульсов, выход которого подключен к микроканальной пластине электронно-оптического преобразователя, причем зеркально-линзовый объектив содержит линзу-зеркало, первая оптическая поверхность которой по ходу луча выполнена сферической, а вторая оптическая поверхность выполнена плоской с нанесенной на нее кольцевой концентрической отражающей зеркальной поверхностью, центральная часть линзы-зеркала является нерабочей, на выходе линзы-зеркала установлено зеркало Манжена, оптически сопряженное с концентрической кольцевой отражающей зеркальной поверхностью, на выходе которой установлен в нерабочем центральном концентрическом отверстии зеркала Манжена установлен двухлинзовый компенсатор полевых аберраций, отличающаяся тем, что выход телевизионной камеры подключен к первому входу дополнительно введенного блока электронной обработки, выход которого подключен ко входу телевизионного монитора, в нерабочей центральной части линзы-зеркала выполнено сквозное концентрическое отверстие, в котором установлен первый компонент дополнительно введенного инфракрасного объектива, оптически сопряженный через отражающую поверхность дополнительно введенного дихроичного плоского зеркала со вторым компонентом инфракрасного объектива, оптически сопряженного с тепловизионным модулем, состоящим из электрически соединенных микроболометрической матрицы фотодетекторов и электронного блока, выход которого подключен ко второму входу блока электронной обработки, через дихроичное плоское зеркало первый компонент инфракрасного объектива оптически сопряжен с дополнительно введенным промежуточным линзовым компонентом, в плоскости изображения которого установлена матрица фотодетекторов на основе соединения индий-галлий-арсенид дополнительно введенной второй телевизионной камеры, выход которой подключен к третьему входу блока электронной обработки.The indicated technical result is achieved by the fact that the utility model is a multifunctional active-pulsed night-vision television device containing a pulsed laser illuminator, a gating unit, a surveillance unit, a pulsed laser illuminator, and a pump unit connected to the input of a pulsed laser semiconductor emitter onto which the lens is focused of radiation formation, the observation unit consists of a mirror-lens object sequentially mounted on the optical axis willow, a narrow-band filter, an electron-optical converter with a microchannel plate, transfer optics containing the first and second lens components, a television camera connected to a television monitor, the first lens component of the transfer optics focused on the screen of the electron-optical converter, and its second lens component focused on the CCD matrix of the television camera, the gating unit contains a master pulse generator, the first output of which is connected to the input of the pump unit, and the second the output through the adjustable delay unit is connected to a gate pulse shaper, the output of which is connected to a microchannel plate of an electron-optical converter, the mirror-lens lens comprising a mirror lens, the first optical surface of which is made spherical along the beam, and the second optical surface is flat with on it an annular concentric reflecting mirror surface, the central part of the lens-mirror is inoperative, the output of the lens-mirror is installed Mangin’s mirror, optically coupled to a concentric annular reflective mirror surface, the output of which is installed in the inoperative central concentric hole of the Mangin’s mirror, a two-lens field aberration compensator is installed, characterized in that the output of the television camera is connected to the first input of the additionally introduced electronic processing unit, the output of which is connected to the entrance of the television monitor, in the inoperative central part of the lens-mirror, a through concentric hole is made in which has a first component of an additionally introduced infrared lens optically coupled through the reflective surface of an additionally introduced dichroic flat mirror to a second component of an infrared lens optically coupled to a thermal imaging module consisting of an electrically connected microbolometric photodetector array and an electronic unit, the output of which is connected to the second input of the electronic unit processing, through the dichroic flat mirror the first component of the infrared lens The lens is optically coupled to an additionally introduced intermediate lens component, in the image plane of which a photodetector array based on an indium-gallium-arsenide compound of an additionally introduced second television camera is installed, the output of which is connected to the third input of the electronic processing unit.

Указанный технический результат достигается благодаря введенным тепловизионному модулю и второй телевизионной камере с соответствующей оптикой, обеспечивающими поиск и обнаружение объекта наблюдения при работе устройства в пассивном режиме на предельной дальности работы устройства в АИ режиме. Благодаря введению тепловизионного модуля обеспечивается создание и преобразование в видимое изображение теплового изображения объекта наблюдения и окружающего его фона, которое вводится в первую ТВ камеру. Так как дальность обнаружения объекта наблюдения при формировании его теплового изображения равна дальности его распознавания при работе устройства в АИ режиме, а угол поля зрения тепловизионной системы достаточно широк, то можно осуществить поиск и обнаружение объекта с помощью тепловизионной системы, а распознавание объекта в АИ режиме - на предельной дальности действия многофункционального АИ ТВ ПНВ. Благодаря введению второй ТВ камеры обеспечивается поиск и обнаружение объекта наблюдения в широком угле поля зрения в тех случаях, когда тепловизионный модуль работает в не оптимальных для себя условиях.The specified technical result is achieved thanks to the introduced thermal imaging module and a second television camera with appropriate optics, which provide search and detection of the object of observation when the device is in passive mode at the maximum range of the device in AI mode. Thanks to the introduction of a thermal imaging module, it is possible to create and convert into a visible image a thermal image of the observation object and the background surrounding it, which is introduced into the first TV camera. Since the detection range of the observation object during the formation of its thermal image is equal to the recognition range when the device is operating in AI mode, and the field of view of the thermal imaging system is wide enough, it is possible to search and detect the object using the thermal imaging system, and object recognition in AI mode - at the maximum range of the multifunctional AI TV PNV. Thanks to the introduction of the second TV camera, search and detection of the object of observation in a wide angle of the field of view is provided in those cases when the thermal imaging module operates in conditions not optimal for itself.

Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на чертеже фиг. 1. Многофункциональный АИ ТВ ПНВ содержит импульсный лазерный осветитель 1, блок стробирования 2, блок наблюдения 3. Импульсный лазерный осветитель 1 содержит блок накачки 4, подключенный ко входу ИЛПИ 5. На него сфокусирован ОФИ 6. Блок наблюдения 3 состоит из последовательно установленных на оптической оси зеркально-линзового объектива 7, узкополосного фильтра 8, ЭОП 9 с МКП 10, оптики переноса 11, содержащей первый 12 и второй 13 линзовые компоненты, ТВ камеры 14, причем первый линзовый компонент 12 оптики переноса 11 сфокусирован на экран ЭОП 9, а второй ее линзовый компонент 13 сфокусирован на матрицу ПЗС первой ТВ камеры 14. Ее выход подключен к первому входу блока электронной обработки (БЭО) 15. Его выход подключен ко входу ТВ монитора 16. Блок стробирования 2 содержит ЗГИ 17, первый выход которого подключен ко входу блока накачки 4, а второй выход через БРЗ 18 подключен к ФСИ 19, выход которого подключен к МКП 10 ЭОП 9. Зеркально-линзовый объектив 7 содержит линзу-зеркало 20, первая оптическая поверхность 21 которой по ходу луча выполнена сферической, а вторая оптическая поверхность 22 выполнена плоской с нанесенной на нее кольцевой концентрической отражающей зеркальной поверхностью 23. На выходе линзы-зеркала 20 установлено зеркало Манжена 24, оптически сопряженное с концентрической кольцевой отражающей зеркальной поверхностью 23, на выходе которой в нерабочем центральном концентрическом отверстии зеркала Манжена 24 установлен 2-х линзовый компенсатор полевых аберраций 25. В нерабочей центральной части линзы-зеркала 20 выполнено сквозное концентрическое отверстие 26. В нем установлен первый компонент 27 ИК объектива, оптически сопряженный через отражающую поверхность 28 плоского дихроичного зеркала 29 со вторым компонентом 30 ИК объектива. Компонент 30 оптически сопряжен с тепловизионным модулем 31. Он состоит из электрически соединенных микроболометрической матрицы (МБМ) фотодетекторов 32 и электронного блока (ЭБ) 33, выход которого подключен ко второму входу БЭО 15. Дихроичное плоское зеркало 29 оптически сопрягает первый компонент 27 ИК объектива с промежуточным компонентом 34. В его плоскости изображения установлена матрица фотодетекторов на основе соединения индий-галлий-арсенид второй ТВ камеры 35, выход которой подключен к третьему входу БЭО 15.The block diagram of the proposed utility model is presented in the drawing of FIG. 1. The multifunctional AI TV PNV contains a pulsed laser illuminator 1, a gating unit 2, an observation unit 3. A pulsed laser illuminator 1 contains a pump unit 4 connected to the input of the ILPI 5. The OFI 6 is focused on it. The observation unit 3 consists of sequentially mounted on an optical the axis of the mirror-lens objective 7, a narrow-band filter 8, the image intensifier tube 9 with the MCP 10, transfer optics 11 containing the first 12 and second 13 lens components, TV cameras 14, the first lens component 12 of the transfer optics 11 focused on the screen of the image intensifier tube 9, and the second its lens component 13 is focused on the CCD matrix of the first TV camera 14. Its output is connected to the first input of the electronic processing unit (BEO) 15. Its output is connected to the input of the TV monitor 16. The strobing unit 2 contains the PGI 17, the first output of which is connected to the input of the pump unit 4, and the second output through the BRZ 18 is connected to the FSI 19, the output of which is connected to the MCP 10 of the image intensifier tube 9. The mirror-lens lens 7 contains a mirror mirror 20, the first optical surface 21 of which is made spherical along the beam, and the second optical surface 22 completed oh with an annular concentric reflecting mirror surface 23 deposited on it. At the output of the mirror 20, a Manzhen 24 mirror is mounted, optically conjugated to a concentric annular reflecting mirror 23, at the outlet of which a 2 lens compensator is installed in the inactive central concentric hole of the Manzhen 24 mirror field aberrations 25. In the inoperative central part of the mirror-lens 20, a through concentric hole 26 is made. A first component 27 of the IR lens is installed in it, it is optically coupled through the first reflective planar surface 28 of the dichroic mirror 29 with the second component 30, the IR lens. Component 30 is optically coupled to a thermal imaging module 31. It consists of an electrically connected microbolometric array (MBM) of photodetectors 32 and an electronic unit (EB) 33, the output of which is connected to the second input of the BEO 15. A dichroic flat mirror 29 optically couples the first component 27 of the IR lens with intermediate component 34. In its image plane, a photodetector array is installed based on the indium gallium-arsenide compound of the second TV camera 35, the output of which is connected to the third input of the BEO 15.

Дихроичное плоское зеркало 29 отражает излучение в области спектра 8-12 мкм (рабочей области спектра МБМ 32) и пропускает в области спектра 0,8-1,7 мкм (рабочей области спектра второй ТВ камеры 35).A dichroic flat mirror 29 reflects radiation in the spectral region of 8-12 μm (the working spectrum of MBM 32) and transmits 0.8-1.7 microns in the spectral region of the second TV camera 35).

Устройство работает следующим образом. Днем и ночью как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы тепловое излучение от объекта наблюдения и окружающего его фона приходит в первый компонент 27 ИК объектива, на выходе которого излучение отражается от отражающей поверхности 28 дихроичного плоского зеркала 29 и приходит во второй компонент 30 ИК объектива. Второй компонент 30 ИК объектива создает тепловое изображение объекта и фона на МБМ 32 тепловизионного модуля 31 и преобразует его в электрический сигнал, который передается в ЭБ 33. В нем происходит усиление сигнала и его обработка. С выхода ЭБ 33 сигнал передается в БЭО 15. Одновременно работает вторая ТВ камера 35. Она воспринимает излучение, определяемое уровнем естественной ночной освещенности (ЕНО), которое отражается от объекта и фона и приходит в первый компонент 27 ИК объектива. Дихроичное плоское зеркало 29 пропускает это излучение, оптически сопрягая первый компонент 27 ИК объектива с промежуточным линзовым компонентом 34, и создает с его помощью изображение на матрице фотодетекторов на основе соединения индий-галлий-арсенид второй ТВ камеры 35. Она работает в области спектра 0,8-1,7 мкм. В этой области спектра по сравнению с традиционной рабочей областью спектра фотокатода ЭОП 9, равной 0,4-0,9 мкм, обеспечивается наиболее высокий контраст изображения, наиболее высокий уровень ЕНО, а также возможность работы при пониженной прозрачности атмосферы. Видеосигнал с выхода второй ТВ камеры 35 поступает на третий вход БЭО 15. Он создает единое изображение с выхода тепловизионного модуля 31 и второй ТВ камеры 35, выделяя наиболее информативные признаки изображений и формирует из них интегрированное изображение. Тепловизионный модуль 31 лучше передает изображение самого объекта, а вторая ТВ камера 35 - изображение фона и линии горизонта. Интегрированное изображение преобразуется в БЭО 15 в видеосигнал, который поступает в ТВ монитор 16. С его экрана это изображение наблюдается оператором. При этом угол поля зрения и тепловизионного модуля 31 и второй ТВ камеры 35 равны друг другу и достаточно широки, например, составляя 8×6°. Такой угол поля зрения допускает поиск и обнаружение объекта наблюдения при работе многофункционального АИ ТВ ПНВ в указанном пассивном режиме. При этом максимальная дальность обнаружения объекта в пассивном режиме равна максимальной дальности его распознавания при работе многофункционального АИ ТВ ПНВ в АИ режиме. В АИ режиме невозможно осуществить поиск и обнаружение объектов, так как, во-первых, угол поля зрения в АИ режиме, равный углу подсвета импульсного лазерного осветителя 1, из энергетических соображений не превышает 1×0,5°, что недостаточно для ведения поиска по фронту. Во-вторых, кроме поиска по фронту, нужно обеспечить его поиск также и по глубине узким стробом. Это еще больше усложняет задачу поиска и делает поиск при работе в АИ режиме и вовсе невозможным. Вот почему на АИ режим возлагается задача только распознавания объекта. Рассмотрим теперь подробно работу устройства в АИ режиме. При этом включаются импульсный лазерный осветитель 1, блок стробирования 2, ЭОП 9 и первая ТВ камера 14. С первого выхода ЗГИ 17 подаются синхроимпульсы на вход блока накачки 4. Он формирует импульсы тока, которые подаются в ИЛПИ 5. Он генерирует соответствующие импульсы излучения на длине волны 0,85 мкм. ОФИ 6 коллимирует это излучение и направляет его на объект наблюдения. Импульсы излучения подсвета, отраженные от объекта наблюдения, возвращаются в блок наблюдения 3 многофукционального АИ ТВ ПНВ и приходят в его зеркально-линзовый объектив 7. Импульсы излучения проходят через линзу-зеркало 20, отражаются от зеркала Манжена 24 и возвращаются к линзе-зеркалу 20, отражаются от его концентрического зеркального отражающего покрытия 23 и передаются в 2-х линзовый компенсатор полевых аберраций 25, который создает изображение от импульса излучения на фотокатоде ЭОП 9. При этом узкополосный фильтр 8 работает на длине волны 0,85 мкм и имеет полосу пропускания, равную полосе излучения ИЛПИ 5. Это позволяет осуществить спектральную селекцию объекта наблюдения на фоне световых помех. Одновременно с подачей синхроимпульса с первого выхода ЗГИ 17 на вход блока накачки 4 со второго выхода ЗГИ 17 подается синхроимпульс на вход БРЗ 18. В нем создается плавно регулируемая задержка между моментом формирования импульса излучения подсвета в импульсном лазерном осветителе 1 и синхроимпульсом со второго выхода ЗГИ 17. С выхода БРЗ 18 задержанный импульсный сигнал подается на вход ФСИ 19. В нем при этом формируется импульс напряжения (импульс строба), отпирающий МКП 10 ЭОП 9, которая до этого была заперта напряжением постоянного смещения с выхода ФСИ 19. Благодаря этому МКП 10 открывается в момент прихода на фотокатод импульса излучения на время, равное или несколько превышающее длительность этого импульса. Изображение на фотокатоде ЭОП 9 преобразуется в нем в видимое и усиливается по яркости с помощью МКП 10. Изображение с экрана ЭОП 9 с помощью оптики переноса 11 (ее первого 12 и второго 13 компонентов) передается на матрицу ПЗС первой ТВ камеры 14. Видеосигнал с ее выхода передается в БЭО 15, который осуществляет цифровую обработку видеосигнала в реальном масштабе времени и передает его в ТВ монитор 16. С его экрана оператор наблюдает изображение объекта и распознает его. Это происходит, когда время задержки окажется равным времени прохождения импульсом излучения подсвета от многофункционального АИ ТВ ПНВ до объекта наблюдения и обратно.The device operates as follows. Day and night, both with normal and low transparency of the atmosphere, thermal radiation from the object of observation and the background surrounding it comes into the first component 27 of the IR lens, at the output of which the radiation is reflected from the reflecting surface 28 of the dichroic plane mirror 29 and comes into the second component 30 of the IR the lens. The second component 30 of the IR lens creates a thermal image of the object and background on the MBM 32 of the thermal imaging module 31 and converts it into an electrical signal, which is transmitted to the EC 33. The signal is amplified and processed therein. From the output of the EC 33, the signal is transmitted to the BEO 15. At the same time, the second TV camera 35 works. It picks up the radiation, determined by the level of natural night illumination (ENO), which is reflected from the object and background and comes into the first component 27 of the IR lens. A dichroic flat mirror 29 transmits this radiation by optically pairing the first component 27 of the IR lens with the intermediate lens component 34, and using it to create an image on the photodetector array based on the indium gallium-arsenide compound of the second TV camera 35. It operates in the spectral region 0, 8-1.7 microns. In this region of the spectrum, compared with the traditional working region of the spectrum of the photocathode of the image intensifier tube 9, equal to 0.4-0.9 μm, the highest image contrast, the highest level of ENO, and the ability to work with reduced transparency of the atmosphere are provided. The video signal from the output of the second TV camera 35 is fed to the third input of the BEO 15. It creates a single image from the output of the thermal imaging module 31 and the second TV camera 35, highlighting the most informative features of the images and forms an integrated image from them. The thermal imaging module 31 better conveys the image of the object itself, and the second TV camera 35 - the image of the background and the horizon line. The integrated image is converted into BEO 15 into a video signal, which is fed to TV monitor 16. From its screen, this image is observed by the operator. Moreover, the angle of the field of view and the thermal imaging module 31 and the second TV camera 35 are equal to each other and quite wide, for example, amounting to 8 × 6 °. This angle of field of view allows the search and detection of the object of observation during operation of the multifunctional AI TV NVD in the specified passive mode. In this case, the maximum detection range of an object in passive mode is equal to the maximum range of its recognition during operation of the multifunctional AI TV PNV in AI mode. In the AI mode, it is impossible to search and detect objects, because, firstly, the angle of the field of view in the AI mode, equal to the illumination angle of the pulsed laser illuminator 1, does not exceed 1 × 0.5 ° for energy reasons, which is not enough to search by to the front. Secondly, in addition to search along the front, it is necessary to ensure its search also by depth with a narrow gate. This complicates the search task even more and makes the search impossible when working in AI mode. That is why the AI mode has the task of only recognizing an object. Let us now consider in detail the operation of the device in AI mode. In this case, the pulsed laser illuminator 1, the gating unit 2, the image intensifier tube 9 and the first TV camera 14 are turned on. From the first output of the ZGI 17, clock pulses are fed to the input of the pump unit 4. It generates current pulses, which are fed to ILPI 5. It generates the corresponding radiation pulses on a wavelength of 0.85 microns. OFI 6 collimates this radiation and directs it to the object of observation. The illumination radiation pulses reflected from the object of observation are returned to the observation unit 3 of the multi-functional AI PNV TV and come to its mirror-lens 7. The radiation pulses pass through the mirror mirror 20, are reflected from the Mangin mirror 24 and return to the mirror lens 20, are reflected from its concentric specular reflective coating 23 and transmitted to a 2-lens field aberration compensator 25, which creates an image from the radiation pulse on the photocathode of the image intensifier tube 9. In this case, the narrow-band filter 8 operates at a wavelength It is 0.85 μm and has a passband equal to the emission band of ILPI 5. This allows spectral selection of the object under observation against the background of light noise. Simultaneously with applying a clock from the first output of the ZGI 17 to the input of the pumping unit 4 from the second output of the ZGI 17, a clock is supplied to the input of the BRZ 18. A continuously adjustable delay is created between the moment of formation of the backlight radiation pulse in the pulsed laser illuminator 1 and the clock from the second output of the ZGI 17 . From the output of the BRZ 18, the delayed pulse signal is fed to the input of the FSI 19. In this case, a voltage pulse is generated (strobe pulse), which unlocks the MCP 10 of the EOP 9, which was previously locked by a constant bias voltage SIF exit 19. This MCP 10 is opened at the time of arrival on the radiation pulse on the photocathode of time equal to or slightly longer than the duration of the pulse. The image on the photocathode of the image intensifier tube 9 is converted into a visible one in it and is amplified by brightness using the MCP 10. The image from the screen of the image intensifier tube 9 using the transfer optics 11 (its first 12 and second 13 components) is transmitted to the CCD matrix of the first TV camera 14. The video signal from it the output is transmitted to BEO 15, which real-time digitally processes the video signal and transmits it to the TV monitor 16. From its screen, the operator observes the image of the object and recognizes it. This happens when the delay time turns out to be equal to the time the pulse propagates through the illumination from the multifunctional AI TV NVD to the object of observation and vice versa.

В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.At present, a schematic diagram of the device has been developed and its layout has been completed.

Таким образом, благодаря введенному тепловизионному модулю и второй телевизионной камере с соответствующей оптикой, обеспечивается поиск и обнаружение объекта наблюдения при работе устройства в пассивном режиме на предельной дальности работы устройства в активно-импульсном режиме. Так как дальность обнаружения объекта наблюдения при формировании его теплового изображения равна дальности его распознавания при работе устройства в АИ режиме, а угол поля зрения тепловизионной системы достаточно широк, то можно осуществить поиск и обнаружение объекта с помощью тепловизионной системы, а распознавание объекта в АИ режиме - на предельной дальности действия многофункционального активно-импульсного телевизионного прибора ночного видения. Благодаря введению второй ТВ камеры обеспечивается поиск и обнаружение объекта наблюдения в широком угле поля зрения в тех случаях, когда тепловизионный модуль работает в не оптимальных для себя условиях.Thus, thanks to the introduced thermal imaging module and the second television camera with appropriate optics, the search and detection of the object under observation when the device is in passive mode at the maximum range of the device in active-pulse mode is ensured. Since the detection range of the observation object during the formation of its thermal image is equal to the recognition range when the device is operating in AI mode, and the field of view of the thermal imaging system is wide enough, it is possible to search and detect the object using the thermal imaging system, and object recognition in AI mode - at the maximum range of the multifunctional active-impulse television night vision device. Thanks to the introduction of the second TV camera, search and detection of the object of observation in a wide angle of the field of view is provided in those cases when the thermal imaging module operates in conditions not optimal for itself.

Claims

A multifunctional active-pulsed night-vision television device comprising a pulsed laser illuminator, a strobing unit, an observation unit, a pulsed laser illuminator comprises a pump unit connected to the input of a pulsed laser semiconductor emitter onto which the radiation forming lens is focused, the observation unit consists of sequentially mounted on an optical axis of the mirror-lens lens, narrow-band filter, electron-optical converter with microchannel a lens, transfer optics containing the first and second lens components, a television camera connected to a television monitor, the first lens component of the transfer optics focused on the screen of the electron-optical converter, and its second lens component focused on the matrix of the device with charge-coupled television camera, block the gate contains a master pulse generator, the first output of which is connected to the input of the pumping unit, and the second output through the adjustable delay unit is connected to the driver gating pulses, the output of which is connected to the microchannel plate of the electron-optical converter, the mirror-lens objective comprising a mirror lens, the first optical surface of which is made spherical along the beam, and the second optical surface is made flat with an annular concentric reflecting mirror surface deposited on it, the central part of the mirror-lens is inoperative; at the output of the lens-mirror, a Manzhen mirror is installed, which is optically paired with concentric rings a reflective mirror surface, at the output of which a two-lens field aberration compensator is installed in the inoperative central concentric hole of the Mangeen mirror, characterized in that the output of the television camera is connected to the first input of the additionally introduced electronic processing unit, the output of which is connected to the input of the television monitor, in the inactive central part a lens-mirror is made through a concentric hole in which the first component of the additionally introduced infrared a lens optically coupled through the reflecting surface of an additionally introduced dichroic flat mirror with a second infrared lens component optically coupled to a thermal imaging module consisting of an electrically connected microbolometric photodetector array and an electronic unit, the output of which is connected to the second input of the electronic processing unit, through the first dichroic flat mirror the infrared lens component is optically paired with an optionally inserted intermediate lens Components in the image plane of the photodetectors matrix is set based on a compound of indium-gallium-arsenide additionally introduced second television camera, whose output is connected to the third input of the electronic processing unit.