RU203794U1

RU203794U1 - Монокуляр

Info

Publication number: RU203794U1
Application number: RU2021101185U
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: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2021-04-21

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности к монокулярам.Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение наблюдения ночью с возможностью фото- и видеосъемки.Задача решается благодаря дополнительному вводу в монокуляр тепловизионного и низкоуровневого телевизионного каналов, а также дополнительного дихроичного плоского зеркала для сопряжения монокуляра с цифровой фото- или видеокамерой.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности к монокулярам.

Известен принятый за аналог дневной монокуляр (см. В.А. Солнцев. Описание наблюдательного прибора, устройство, выбор и эксплуатация. Рис. 1.2. www.ligis.ru). Дневной монокуляр состоит из последовательно установленных на оптической оси дневного объектива, линзовой оборачивающей системы, содержащей первый и второй линзовые компоненты, и окуляра. Недостатками устройства являются его значительный продольный габарит, невозможность работы ночью, невозможность фото- и видеосъемки наблюдаемых объектов.

Известен принятый за прототип дневной монокуляр (см. Кирхин С.И. Габаритный аберрационный расчет призменного монокуляра. Рис.3, www.studizba.com, а также Расчет призменного монокуляра. Рис. 180в, www.scask.ru). Дневной монокуляр состоит из последовательно установленных на оптической оси дневного объектива, призмы Пехана, и окуляра. Данное устройство имеет достаточно малый продольный габарит, но характеризуется также невозможностью работы ночью, невозможностью фото- и видеосъемки наблюдаемых объектов.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение наблюдения ночью с возможностью фото- и видеосъемки.

Указанная задача решается тем, что монокуляр, содержащий последовательно установленные на оптической оси дневной объектив, призму Пехана и окуляр, отличающийся тем, что на выходе центральной части дневного объектива дополнительно установлено первое дихроичное плоское зеркало, оптически сопрягающее центральную часть дневного объектива с цифровой фото- или видеокамерой, дополнительно содержит тепловизионный канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного объектива, тепловизионного модуля, содержащего последовательно электрически соединенные микроболометрическую матрицу фотодетекторов, электронный блок и первый OLED дисплей, первого плоского зеркала и первого проекционного объектива, оптически сопрягающего экран первого OLED дисплея через установленное перед ним первое плоское зеркало и установленное на выходе первого проекционного объектива второе дихроичное плоское зеркало с правой периферической частью дневного объектива, дополнительно содержит низкоуровневый телевизионный канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси телевизионного объектива, телевизионного модуля, содержащего последовательно электрически соединенные матрицу ПЗС, видеоусилитель и второй OLED дисплей, второго плоского зеркала и второго проекционного объектива, оптически сопрягающего экран второго OLED дисплея через установленное перед ним второе плоское зеркало и установленное на выходе второго проекционного объектива третье дихроичное плоское зеркало с левой периферической частью дневного объектива.

Задача решается благодаря дополнительному вводу в монокуляр тепловизионного и низкоуровневого телевизионного каналов, а также дополнительного дихроичного плоского зеркала для сопряжения монокуляра с цифровой фото- или видеокамерой.

Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на чертеже фиг. 1.

Монокуляр представляет собой дневную зрительную трубу 1, состоящую из последовательно установленных на оптической оси дневного объектива 2, призмы Пехана 3 и окуляра 4. На выходе центральной части дневного объектива 2 установлено первое дихроичное плоское зеркало 5, оптически сопрягающее центральную часть дневного объектива 2 с цифровой фото- или видеокамерой 6. Устройство содержит тепловизионный канал 7, состоящий из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного (ИК) объектива 8, тепловизионного модуля 9, содержащего последовательно электрически соединенные микроболометрическую матрицу фотодетекторов 10, электронный блок 11 и первый OLED дисплей 12, первого плоского зеркала 13 и первого проекционного объектива 14, оптически сопрягающего экран первого OLED дисплея 12 через первое плоское зеркало 13 и второе дихроичное плоское зеркало 15 с правой периферической частью дневного объектива 2. Устройство содержит также низкоуровневый телевизионный (ТВ) канал 16. Он состоит из последовательно установленных на оптической оси ТВ объектива 17, ТВ модуля 18, содержащего последовательно электрически соединенные матрицу ПЗС 19, видеоусилитель 20 и второй OLED дисплей 21, второго плоского зеркала 22 и второго проекционного объектива 23, оптически сопрягающего экран второго OLED дисплея 21 через второе плоское зеркало 22 и третье дихроичное плоское зеркало 24 с левой периферической частью дневного объектива 2.

Первое дихроичное плоское зеркало 5 пропускает в области спектра 0,38-0,78 мкм и отражает в области спектра 0,79-1,1 мкм, которая является рабочей областью спектра цифровой фото- или видеокамеры. Второе 15 и третье 24 дихроичные плоские зеркала пропускают в области спектра 0,38-0,78 мкм и отражают в области спектра 0,53-0,56 мкм. ИК объектив 8 и микроболометрическая матрица фотодетекторов 9 работают в области спектра 8-12 мкм. ТВ объектив 17 и матрица ПЗС 19 работают в области спектра 0,4-1,1 мкм. Дневная зрительная труба 1 работает в области спектра 0,38-0,78 мкм. Экраны первого 12 и второго 21 OLED дисплеев работают в области спектра 0,53-0,56 мкм.

Устройство работает следующим образом. При функционировании днем свет Солнца, отраженный от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в дневной объектив 2 дневной зрительной трубы 1. Дневной объектив 2 создает перевернутое изображение объекта и фона в своей задней фокальной плоскости. Изображение с помощью призмы Пехана 3 оборачивается на 180°, становится прямым и переносится в переднюю фокальную плоскость окуляра 4. Оператор наблюдает через него изображение объекта и фона. Одновременно центральная часть дневного объектива 2 создает изображение с помощью плоского зеркала 5 на матрице ПЗС (или КМОП) цифровой фото- или видеокамеры 6, которая обеспечивает фото- или видеосъемку регистрируемого изображения.

При работе ночью в условиях нормальной прозрачности атмосферы и нормированного уровня естественной ночной освещенности ЕНО≥3×10^-3 лк функционирует низкоуровневый ТВ канал 16. Излучение звезд и Луны, определяющее уровень ЕНО, отражается от объекта наблюдения, окружающего его фона и приходит в ТВ объектив 17. Он создает изображение объекта и окружающего его фона на матрице ПЗС 19 ТВ модуля 18. Изображение преобразуется в матрице ПЗС 19 в видеосигнал, который передается в видеоусилитель 20, где усиливается и обрабатывается в реальном масштабе времени. Видеосигнал с выхода видеоусилителя 20 передается во второй OLED дисплей 21, на экране которого создается видимое изображение. Оно с помощью второго плоского зеркала 22 передается во второй проекционный объектив 23, который через третье дихроичное плоское зеркало 24 передает изображение на вход левой периферической части дневного объектива 2. При этом зрительная труба 1 создает изображение, наблюдаемое оператором через окуляр 4.

При работе ночью в условиях пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и др.) и при пониженном уровне ЕНО<3×10^-3 лк функционирует тепловизионный канал 7. Собственное тепловое излучение объекта и фона приходит в ИК объектив 8. Он создает тепловое изображение объекта и фона на микроболометрической матрице фотодетекторов 10 тепловизионного модуля 9. Микроболометрическая матрица фотодетекторов 10 преобразует изображение в видеосигнал, который поступает в электронный блок 11, где усиливается и обрабатывается в реальном масштабе времени, а затем передается в первый OLED дисплей 12. На его экране создается видимое изображение. Оно с помощью первого плоского зеркала 13 передается в первый проекционный объектив 14, который через второе дихроичное плоское зеркало 15 передает изображение на вход правой периферической части дневного объектива 2. При этом зрительная труба создает изображение, наблюдаемое оператором через окуляр 4.

В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.

Таким образом, благодаря дополнительному вводу в монокуляр тепловизионного и низкоуровневого телевизионного каналов, а также дополнительного дихроичного плоского зеркала для сопряжения монокуляра с цифровой фото- или видеокамерой обеспечивается наблюдение ночью с возможностью фото- и видеосъемки.

Claims

Монокуляр, содержащий последовательно установленные на оптической оси дневной объектив, призму Пехана и окуляр, отличающийся тем, что на выходе центральной части дневного объектива дополнительно установлено первое дихроичное плоское зеркало, оптически сопрягающее центральную часть дневного объектива с цифровой фото- или видеокамерой, дополнительно содержит тепловизионный канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного объектива, тепловизионного модуля, содержащего последовательно электрически соединенные микроболометрическую матрицу фотодетекторов, электронный блок и первый OLED дисплей, первого плоского зеркала и первого проекционного объектива, оптически сопрягающего экран первого OLED дисплея через установленное перед ним первое плоское зеркало и установленное на выходе первого проекционного объектива второе дихроичное плоское зеркало с правой периферической частью дневного объектива, дополнительно содержит низкоуровневый телевизионный канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси телевизионного объектива, телевизионного модуля, содержащего последовательно электрически соединенные матрицу ПЗС, видеоусилитель и второй OLED дисплей, второго плоского зеркала и второго проекционного объектива, оптически сопрягающего экран второго OLED дисплея через установленное перед ним второе плоское зеркало и установленное на выходе второго проекционного объектива третье дихроичное плоское зеркало с левой периферической частью дневного объектива.