RU210692U1

RU210692U1 - Active-pulse television night vision device for driving with interference-free vision in the front and rear directions

Info

Publication number: RU210692U1
Application number: RU2022104804U
Authority: RU
Inventors: Виктор Генрихович Волков; Павел Дмитриевич Гиндин; Владимир Владимирович Карпов; Сергей Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "Московский завод "САПФИР"
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2022-04-27

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности к приборам ночного видения (ПНВ). Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение обзора в переднем и заднем направлениях. Данная задача решается благодаря тому, что в состав устройства дополнительно введен второй электронно-оптический преобразователь, второй узкополосный фильтр и второй объектив, ориентированный в заднем направлении, сопряженные с телевизионной камерой блока наблюдения, а также дополнительно введены второй импульсный лазерный полупроводниковый излучатель и второй объектив формирования излучения, также ориентированный в заднем направлении.The proposed utility model relates to the technology of optical-electronic surveillance devices, in particular to night vision devices (NVD). The objective of the proposed utility model is to provide a view in the front and rear directions. This problem is solved due to the fact that the second electron-optical converter, the second narrow-band filter and the second lens oriented in the rear direction, coupled with the television camera of the observation unit, are additionally introduced into the device, as well as the second pulsed laser semiconductor emitter and the second lens of the formation radiation, also oriented in the rear direction.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к приборам ночного видения (ПНВ).The proposed utility model relates to the technology of optical-electronic surveillance devices, in particular, to night vision devices (NVD).

Известен принятый за аналог тепловизионный прибор вождения автотранспорта (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г., Видение и безопасность, М.: Новости, 2009, 840 с., с. 590-592, рис. 8.1.13, а также: тепловизионные приборы вождения Night Driver фирмы Raytheon, США (рис. 8.1.13а), Driver Thermal фирмы Viewer Kollsman Inc., США (рис. 8.1.13б, в), «Кобчик» ОАО ЦНИИ «Циклон» (рис. 8.1.13 г-е). Тепловизионные приборы вождения состоят из тепловизионной камеры и телевизионного (ТВ) монитора. Тепловизионная камера содержит инфракрасный (ИК) объектив и тепловизионный модуль, состоящий из последовательно соединенных микроболометрической матрицы фотодетекторов и электронного блока, выход которого подключен к ТВ-монитору.A thermal imaging device for driving motor vehicles adopted as an analogue is known (see Geikhman I.L., Volkov V.G., Vision and safety, M .: News, 2009, 840 p., S. 590-592, Fig. 8.1.13, as well as: thermal imaging driving devices Night Driver from Raytheon, USA (Fig. 8.1.13a), Driver Thermal from Viewer Kollsman Inc., USA (Fig. 8.1.13b, c), "Kobchik" JSC Central Research Institute "Cyclone" (Fig. 8.1.13 d-e). Thermal imaging driving devices consist of a thermal imaging camera and a television (TV) monitor. The thermal imaging camera contains an infrared (IR) lens and a thermal imaging module consisting of series-connected microbolometric array of photodetectors and an electronic unit, the output of which is connected to the TV -monitor.

Данные тепловизионные приборы вождения позволяют водить автотранспорт ночью как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и др.), а также в условиях световых помех от фар встречного транспорта.These thermal imaging driving devices allow you to drive vehicles at night both in normal and low atmospheric transparency (haze, fog, rain, snowfall, etc.), as well as in conditions of light interference from headlights of oncoming vehicles.

Недостатками тепловизионных приборов вождения являются зависимость их дальности действия от значения природных температурных контрастов объекта наблюдения с окружающим его фоном (при низком температурном контрасте объект, например, лежащее поперек дороги бревно, можно и не увидеть), низкая геометрическая разрешающая способность, невозможность видения дорожных знаков, надписей и разметки, а также высокая стоимость. Кроме того, тепловизионные приборы не обеспечивают для водителя обзора в переднем и заднем направлениях.The disadvantages of thermal imaging driving devices are the dependence of their range on the value of the natural temperature contrasts of the object of observation with its surrounding background (at a low temperature contrast, an object, for example, a log lying across the road, may not be seen), low geometric resolution, the impossibility of seeing road signs, inscriptions and markings, as well as high cost. In addition, thermal imaging devices do not provide the driver with a view to the front and rear.

Известен принятый за прототип Активно-импульсный телевизионный ПНВ (АИ ТВ ПНВ) вождения автотранспорта (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д., Техническое зрение. Инновации. М.: Техносфера, 2014, 840 с., модель ПАИН ОАО «Катод», с. 272, рис. 3.3.12 (внешний вид) и с. 19, рис. 1.1.6 - блок-схема). АИ ТВ ПНВ содержит блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) с микроканальной пластиной (МКП), оптики переноса, ТВ-камеры, причем первый линзовый компонент оптики переноса сфокусирован на экран ЭОП, а второй ее линзовый компонент сфокусирован на матрицу ПЗС ТВ-камеры, подключенной к ТВ-монитору.Known for the prototype Active-pulse television NVD (AI TV NVD) for driving vehicles (see Volkov V.G., Gindin P.D., Technical vision. Innovations. M .: Technosfera, 2014, 840 p., model PAIN JSC "Cathode", S. 272, Fig. 3.3.12 (appearance) and S. 19, Fig. 1.1.6 - block diagram). AI TV NVD contains a monitoring unit consisting of a narrow-band filter installed in series on the optical axis of the lens, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an image intensifier tube (IOC) with a microchannel plate (MCP), transfer optics, a TV camera, and the first the lens component of the transfer optics is focused on the image intensifier tube, and its second lens component is focused on the CCD matrix of the TV camera connected to the TV monitor.

АИ ТВ ПНВ содержит импульсный лазерный осветитель, состоящий из блока накачки, импульсного лазерного полупроводникового излучателя (ИЛПИ) и объектива формирования излучения (ОФИ). Выход блока накачки подключен к ИЛПИ, на излучающую поверхность которого сфокусирован ОФИ. АИ ТВ ПНВ содержит блок стробирования, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора импульсов, блока регулируемой задержки и формирователя стробирующих импульсов, выход которого подключен к МКП ЭОП, причем первый выход задающего генератора импульсов подключен к блоку накачки, а второй выход задающего генератора импульсов подключен ко входу блока регулируемой задержки.AI TV NVD contains a pulsed laser illuminator, consisting of a pumping unit, a pulsed laser semiconductor emitter (PLSI) and a radiation shaping lens (OFI). The output of the pump unit is connected to the ILPI, on the radiating surface of which the OFI is focused. The AI TV NVD contains a strobe unit consisting of a master pulse generator, an adjustable delay unit and a strobe pulse shaper connected in series, the output of which is connected to the MCP image intensifier tube, the first output of the master pulse generator is connected to the pump unit, and the second output of the master pulse generator is connected to the input adjustable delay block.

АИ ТВ ПНВ обеспечивает вождение ночью как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы, при наличии световых помех от фар встречного транспорта, его дальность действия не зависит от уровня тепловых контрастов объекта и фона, геометрическая разрешающая способность АИ ТВ ПНВ значительно выше, чем у тепловизионного прибора вождения, в отличие от которого АИ ТВ ПНВ обеспечивает видение дорожных знаков, надписей и разметки, а также имеет меньшую стоимость.AI TV NVD ensures driving at night both in normal and low atmospheric transparency, in the presence of light interference from headlights of oncoming traffic, its range does not depend on the level of thermal contrasts of the object and the background, the geometric resolution of AI TV NVD is much higher than that of a thermal imaging device for driving, in contrast to which the AI TV NVD provides the vision of road signs, inscriptions and markings, and also has a lower cost.

Однако АИ ТВ ПНВ имеет недостаток: не обеспечивает для водителя обзор в переднем и заднем направлении.However, AI TV NVD has a drawback: it does not provide the driver with a view in the front and rear directions.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение обзора в переднем и заднем направлениях.The objective of the proposed utility model is to provide a view in the front and rear directions.

Указанная задача решается тем, что активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения для вождения с помехозащищенным обзором в переднем и заднем направлениях, содержит блок наблюдения, состоящий из последовательно установленных на оптической оси объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, оптики переноса, телевизионной камеры, причем первый линзовый компонент оптики переноса сфокусирован на экран электронно-оптического преобразователя, а второй ее линзовый компонент сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной камеры, подключенной к телевизионному монитору, импульсный лазерный осветитель, состоящий из блока накачки, импульсного лазерного полупроводникового излучателя и объектива формирования излучения, выход блока накачки подключен к импульсному лазерному полупроводниковому излучателю, на излучающую поверхность которого сфокусирован объектив формирования излучения, блок стробирования, состоящий из последовательно соединенных задающего генератора импульсов, блока регулируемой задержки и формирователя стробирующих импульсов, выход которого подключен к микроканальной пластине электронно-оптического преобразователя, причем первый выход задающего генератора импульсов подключен к блоку накачки, а второй выход задающего генератора импульсов подключен ко входу блока регулируемой задержки, отличающийся тем, что между первым и вторым линзовыми компонентами оптики переноса дополнительно установлено дихроичное плоское зеркало, оптически сопрягающее второй линзовый компонент с дополнительно введенными последовательно установленными на оптической оси проекционным объективом, плоским зеркалом, вторым электронно-оптическим преобразователем со второй микроканальной пластиной, вторым узкополосным фильтром с возможностью его замены на вторую компенсирующую плоскопараллельную пластину и вторым объективом, входной зрачок которого ориентирован в направлении, противоположном ориентации входного зрачка первого объектива, в импульсном лазерном осветителе дополнительно содержатся последовательно соединенные второй блок накачки и второй импульсный лазерный полупроводниковый излучатель, а также второй объектив формирования излучения, сфокусированный на излучающую поверхность второго импульсного лазерного полупроводникового излучателя, причем вход второго блока накачки подключен к первому выходу задающего генератора импульсов, а выход второго объектива формирования излучения ориентирован в том же направлении, что и входной зрачок второго объектива.This problem is solved by the fact that the active-pulse television night vision device for driving with noise-proof vision in the front and rear directions contains an observation unit consisting of a narrow-band filter installed in series on the optical axis of the lens, with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, electronically an optical converter with a microchannel plate, transfer optics, a television camera, wherein the first lens component of the transfer optics is focused on the screen of the electron-optical converter, and its second lens component is focused on the CCD matrix of the television camera connected to the television monitor, a pulsed laser illuminator, consisting of a block pump, a pulsed laser semiconductor emitter and a radiation formation lens, the output of the pumping unit is connected to a pulsed laser semiconductor emitter, on the emitting surface of which the formation objective is focused and radiation, a strobing unit consisting of a master pulse generator, an adjustable delay unit and a strobing pulse shaper connected in series, the output of which is connected to the microchannel plate of an image converter, the first output of the master pulse generator is connected to the pump unit, and the second output of the master pulse generator is connected to the input of the adjustable delay unit, characterized in that between the first and second lens components of the transfer optics, a dichroic flat mirror is additionally installed, optically mating the second lens component with an additional projection lens, a flat mirror, a second electro-optical converter with a second a microchannel plate, a second narrow-band filter that can be replaced by a second compensating plane-parallel plate, and a second lens, the entrance pupil of which is oriented in the direction opposite to the orientation of the entrance pupil of the first lens, the pulsed laser illuminator additionally contains a second pump unit connected in series and a second pulsed laser semiconductor emitter, as well as a second radiation formation objective focused on the emitting surface of the second pulsed laser semiconductor emitter, the input of the second pump unit being connected to the first the output of the master pulse generator, and the output of the second radiation formation lens is oriented in the same direction as the entrance pupil of the second lens.

Данная задача решается благодаря тому, что в состав устройства дополнительно введен второй электронно-оптический преобразователь, второй узкополосный фильтр и второй объектив, ориентированный в заднем направлении, который сопряжен с телевизионной камерой блока наблюдения, а также дополнительно введены второй импульсный лазерный полупроводниковый излучатель и второй объектив формирования излучения, также ориентированный в заднем направлении.This problem is solved due to the fact that the second electron-optical converter, the second narrow-band filter and the second lens oriented in the rear direction, which is paired with the television camera of the surveillance unit, are additionally introduced into the device, and the second pulsed laser semiconductor emitter and the second lens are additionally introduced. radiation formation, also oriented in the rear direction.

Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на чертеже 1.The block diagram of the proposed utility model is shown in drawing 1.

Устройство содержит блок наблюдения 1, блок стробирования 2 и импульсный лазерный осветитель (ИЛО) 3. Блок наблюдения 1 состоит из последовательно установленных на оптической оси первого объектива 4, первого узкополосного фильтра 5 с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину 6, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 7 с микроканальной пластиной (МКП) 8, оптики переноса 9, первый линзовый компонент 10 которой сфокусирован на экран ЭОП 7, а второй ее линзовый компонент 11 сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной (ТВ) камеры 12, подключенной к ТВ-монитору 13. Между первым 10 и вторым 11 линзовыми компонентами установлено дихроичное плоское зеркало 14. Блок наблюдения 1 содержит также второй объектив 15, ориентированный в заднем направлении, второй узкополосный фильтр 16 с возможностью его замены на вторую компенсирующую плоскопараллельную пластину 17, второй ЭОП 18 со второй МКП 19, плоское зеркало 20 и проекционный объектив 21, оптически сопряженный через светоделительное плоское зеркало 14 со вторым линзовым компонентом 11 и сфокусированный на экран второго ЭОП 18. ИЛО 3 содержит первый блок накачки 22, первый импульсный лазерный полупроводниковый излучатель (ИЛПИ) 23 и первый объектив формирования излучения (ОФИ) 24, ориентированный в переднем направлении. Выход первого блока накачки 22 подключен к первому ИЛПИ 23, на который сфокусирован первый ОФИ 24. ИЛО 3 содержит второй блок накачки 25, подключенный ко второму ИЛПИ 26. На него сфокусирован второй ОФИ 27, ориентированный в заднем направлении. Блок стробирования 2 состоит из последовательно соединенных задающего генератора импульсов (ЗГИ) 28, блока регулируемой задержки (БРЗ) 29 и формирователя стробирующих импульсов (ФСИ) 30, выход которого подключен к первой МКП 8 и второй МКП 19. При этом первый выход ЗГИ 28 подключен к объединенным входам первого 22 и второго 25 блоков накачки.The device contains an observation unit 1, a strobing unit 2 and a pulsed laser illuminator (PIL) 3. The observation unit 1 consists of the first lens 4 installed in series on the optical axis, the first narrow-band filter 5 with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate 6, an electron-optical converter (EOP) 7 with a microchannel plate (MCP) 8, transfer optics 9, the first lens component 10 of which is focused on the screen of the image intensifier tube 7, and its second lens component 11 is focused on the CCD matrix of a television (TV) camera 12 connected to a TV monitor 13 A dichroic flat mirror 14 is installed between the first 10 and second 11 lens components. The observation unit 1 also contains a second lens 15 oriented in the rear direction, a second narrow-band filter 16 with the possibility of replacing it with a second compensating plane-parallel plate 17, a second image intensifier tube 18 with a second MCP 19, a flat mirror 20 and a projection lens 21, optically conjugated through h beam-splitting flat mirror 14 with a second lens component 11 and focused on the screen of the second image intensifier tube 18. IL 3 contains the first pump unit 22, the first pulsed laser semiconductor emitter (PLSI) 23 and the first radiation formation lens (OFI) 24, oriented in the forward direction. The output of the first pump unit 22 is connected to the first ILPI 23, on which the first OFI 24 is focused. The IL 3 contains the second pump unit 25 connected to the second ILPI 26. The second OFI 27, oriented in the rear direction, is focused on it. The gating unit 2 consists of a master pulse generator (GGI) 28 connected in series, an adjustable delay unit (BRZ) 29 and a gating pulse shaper (FSI) 30, the output of which is connected to the first MCP 8 and the second MCP 19. In this case, the first output of the GGI 28 is connected to the combined inputs of the first 22 and second 25 pump units.

Первый ИЛПИ 23 излучает на длине волны 0,85 мкм, а второй ИЛПИ 26 работает на длине волны 0,88 мкм. Первый узкополосный фильтр 5 пропускает излучение на длине волны 0,85 мкм и имеет полосу пропускания, равную спектральной полосе излучения первого ИЛПИ 23. Второй узкополосный фильтр 16 пропускает излучение на длине волны 0,88 мкм и имеет полосу пропускания, равною спектральной полосе излучения второго ИЛПИ 26. Фотокатод первого ЭОП 7 и фотокатод второго ЭОП 18 имеют рабочую область спектра 0,4-0,9 мкм. Экран первого ЭОП 7 работает в области спектра 0,53-0,56 мкм, а экран второго ЭОП 18 работает в области спектра 0,63-0,67 мкм. Дихроичное плоское зеркало 14 пропускает в области спектра 0,53-0,56 мкм и отражает в области спектра 0,63-0,67 мкм. Матрица ПЗС ТВ-камеры 12 работает в области спектра 0,4-1,1 мкм.The first ILPI 23 emits at a wavelength of 0.85 μm, and the second ILPI 26 operates at a wavelength of 0.88 μm. The first narrow-band filter 5 transmits radiation at a wavelength of 0.85 μm and has a bandwidth equal to the spectral bandwidth of the first ILPI 23. The second narrow-band filter 16 transmits radiation at a wavelength of 0.88 μm and has a bandwidth equal to the spectral bandwidth of the second ILPI 26. The photocathode of the first image intensifier tube 7 and the photocathode of the second image intensifier tube 18 have a working region of the spectrum of 0.4-0.9 microns. The screen of the first image intensifier tube 7 operates in the spectral region of 0.53-0.56 microns, and the screen of the second image intensifier tube 18 operates in the spectral region of 0.63-0.67 microns. Dichroic flat mirror 14 transmits in the spectral region of 0.53-0.56 μm and reflects in the spectral region of 0.63-0.67 μm. Matrix CCD TV camera 12 operates in the spectral region of 0.4-1.1 μm.

Устройство работает следующим образом. The device works as follows.

При движении ночью по неосвещенной дороге в условиях нормированного уровня естественной ночной освещенности ЕНО ≥3×(10-3) лк, нормальной прозрачности атмосферы и при отсутствии в поле зрения устройства световых помех от встречного или идущего сзади транспорта устройство работает в пассивном режиме. Излучение звезд и Луны, определяющее уровень ЕНО, отражается от передней по ходу движения автомашины дорожной обстановки и приходит в первый объектив 4. При этом в блоке наблюдения 1 в ход лучей установлена компенсирующая плоскопараллельная пластина 6. Излучение проходит через нее и достигает фотокатода первого ЭОП 7. На фотокатоде ЭОП 7 первый объектив 4 создает изображение передней дорожной обстановки. ЭОП 7 преобразует изображение в видимое, и усиливает его по яркости с помощью первой МКП 8. Изображение с экрана ЭОП 7 с помощью оптики переноса 9 (ее первого 10 и второго 11 линзовых компонентов) переносится на матрицу ПЗС ТВ-камеры 12. При этом изображение передается через дихроичное зеркало 14. ТВ-камера 12 преобразует изображение в видеосигнал, который передается в ТВ-монитора 13. С его экрана водитель наблюдает изображение передней дорожной обстановки, осуществляя вождение транспортного средства. Изображение с экрана ТВ-монитора 13 занимает его нижнюю часть. Одновременно в этих же условиях излучение звезд и Луны отражается от задней дорожной обстановки, приходит во второй объектив 15. При этом в ход лучей установлена вторая компенсирующая плоскопараллельная пластина 17. Второй объектив 15 создает изображение задней дорожной обстановки на фотокатоде второго ЭОП 18. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью второй МКП 19. Изображение с экрана второго ЭОП 18 с помощью плоского зеркала 20 передается в проекционный объектив 21, который оптически сопряжен со вторым линзовым компонентом 11. Изображение с помощью проекционного объектива 21 и второго линзового компонента 11 переносится на матрицу ПЗС ТВ-камеры 12. При этом излучение отражается от дихроичного зеркала 14. ТВ-камера 12 преобразует изображение в видеосигнал, который передается в ТВ-монитор 13. С его экрана водитель наблюдает изображение задней дорожной обстановки, осуществляя вождение транспортного средства. Изображение с экрана ТВ-монитора 13 занимает его верхнюю часть.When driving at night on an unlit road under conditions of a normalized level of natural night illumination ENO ≥3 × (10-3) lux, normal atmospheric transparency and in the absence of light interference from oncoming or trailing vehicles in the device’s field of vision, the device operates in a passive mode. The radiation of the stars and the moon, which determines the level of EHO, is reflected from the traffic situation in front of the vehicle and comes to the first lens 4. At the same time, in the observation unit 1, a compensating plane-parallel plate 6 is installed in the path of the rays. The radiation passes through it and reaches the photocathode of the first image intensifier tube 7 On the photocathode image intensifier tube 7 the first lens 4 creates an image of the front traffic situation. The image intensifier tube 7 converts the image into a visible one and enhances it in brightness using the first MCP 8. The image from the screen of the image intensifier tube 7 with the help of transfer optics 9 (its first 10 and second 11 lens components) is transferred to the CCD matrix of the TV camera 12. In this case, the image transmitted through a dichroic mirror 14. The TV camera 12 converts the image into a video signal, which is transmitted to the TV monitor 13. From its screen, the driver observes the image of the front traffic situation while driving the vehicle. The image from the screen of the TV monitor 13 occupies its lower part. At the same time, under the same conditions, the radiation of stars and the moon is reflected from the rear traffic situation, comes to the second lens 15. At the same time, the second compensating plane-parallel plate 17 is installed in the path of the rays. The second lens 15 creates an image of the rear traffic situation on the photocathode of the second image tube 18. It converts the image into the visible and enhances it in brightness using the second MCP 19. The image from the screen of the second image intensifier tube 18 using a flat mirror 20 is transmitted to the projection lens 21, which is optically coupled with the second lens component 11. The image using the projection lens 21 and the second lens component 11 is transferred to the CCD matrix of the TV camera 12. In this case, the radiation is reflected from the dichroic mirror 14. The TV camera 12 converts the image into a video signal, which is transmitted to the TV monitor 13. From its screen, the driver watches the image of the rear traffic situation while driving the vehicle. The image from the screen of the TV monitor 13 occupies its upper part.

При движении ночью в условиях пониженной прозрачности атмосферы и при наличии световых помех от фар встречного и идущего сзади транспортных средств устройство переводится в активно-импульсный (АИ) режим работы. При этом включаются блок стробирования 2 и ИЛО 3. Перед фотокатодом первого ЭОП 7 устанавливается первый узкополосный фильтр 5. ЗГИ 28 подает синхроимпульсы на вход первого блока накачки 22. Он преобразует их в импульсы тока, поступающие в первый ИЛПИ 23. Одновременно синхроимпульсы подаются на вход второго блока 25. Он преобразует их в импульсы тока, поступающие во второй ИЛПИ 26. ИЛПИ 23 и ИЛПИ 26 генерируют соответствующие импульсы излучения на длине волны соответственно 0,85 мкм и 0,88 мкм. Первый ОФИ 24 коллимирует излучение первого ИЛПИ 23 и направляет его вперед по ходу движения автомашины на дорожную обстановку перед автомашиной, подсвечивая ее. Аналогично второй ОФИ 27 коллимирует излучение второго ИЛПИ 26 и направляет импульсы излучения назад, подсвечивая заднюю дорожную обстановку за автомашиной. Импульсы излучения от первого ИЛПИ 23, отраженные от находящейся перед автомашиной дорожной обстановки, приходят в объектив 4 и проходят через первый узкополосный фильтр 5. Он служит для спектральной селекции передней дорожной обстановки на фоне световых помех от фар встречного транспорта. Импульс излучения с помощью объектива создает изображение передней дорожной обстановки на фотокатоде первого ЭОП 7. До прихода на фотокатод этого импульса первая МКП 8 первого ЭОП 7 заперта напряжением постоянного смещения, поступающего с выхода ФСИ 30. Одновременно с подачей синхроимпульсов со своего первого выхода ЗГИ 28 подает со своего второго выхода синхроимпульсы на вход БРЗ 29. В нем вводится задержка между синхроимпульсами с первого и со второго выходов ЗГИ 28. Эта задержка равна времени прохождения импульсом излучения расстояния от устройства до передней дорожной обстановки и обратно. Задержанные таким образом синхроимпульсы поступают на вход ФСИ 30. Он создает на своем выходе соответствующие импульсы напряжения, которые поступают на первую МКП 8. Амплитуда этих импульсов равна амплитуде напряжения постоянного смещения, но противоположна ему по знаку. Благодаря этому МКП 8 открывается на время, равное длительности этого импульса напряжения (длительности строба). При этом первый ЭОП 7 открывается, преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью первой МКП 8. Изображение с экрана ЭОП 7 с помощью оптики переноса 9 (ее первого 10 и второго 11 линзовых компонентов) переносится на матрицу ПЗС ТВ-камеры 12. При этом изображение передается через дихроичное зеркало 14. ТВ-камера 12 преобразует изображение в видеосигнал, который передается в ТВ-монитор 13. С его экрана водитель наблюдает изображение передней дорожной обстановки, осуществляя вождение транспортного средства. Изображение с экрана ТВ-монитора 13 занимает его нижнюю часть. Одновременно с первым ИЛПИ 23 второй ИЛПИ 26 генерирует импульсы излучения, которые коллимируются вторым ОФИ 27 и направляются для подсвета дорожной обстановки, находящейся за автомашиной. Импульсы излучения, отраженные от этой обстановки, возвращаются обратно и приходят во второй объектив 15. При этом перед фотокатодом второго ЭОП 18 установлен второй узкополосный фильтр 16. Он служит для спектральной селекции задней дорожной обстановки на фоне световых помех от фар сзади идущего транспорта в попутном направлении. Второй объектив 15 создает изображение дорожной обстановки за автомашиной на фотокатоде второго ЭОП 18. До прихода импульса излучения на фотокатод второго ЭОП 18 его вторая МКП 19 заперта напряжением постоянного смещения, поступающим с выхода ФСИ 30. Далее работа второго ЭОП 18 осуществляется так же, как и в случае работы первого ЭОП 7, как это было описано выше. Изображение с экрана второго ЭОП 18 с помощью плоского зеркала 20 передается в проекционный объектив 21, который оптически сопряжен со вторым линзовым компонентом 11. Изображение с помощью проекционного объектива 21 и второго линзового компонента 11 переносится на матрицу ПЗС ТВ-камеры 12. При этом излучение отражается от дихроичного зеркала 14. ТВ-камера 12 преобразует изображение в видеосигнал, который передается в ТВ-монитор 13. С его экрана водитель наблюдает изображение задней дорожной обстановки, осуществляя вождение транспортного средства. Изображение с экрана ТВ-монитора 13 занимает его верхнюю часть.When driving at night in conditions of reduced atmospheric transparency and in the presence of light interference from the headlights of an oncoming and following vehicle, the device is switched to an active-pulse (AI) mode of operation. This turns on the gating unit 2 and ILO 3. In front of the photocathode of the first image intensifier tube 7, the first narrow-band filter 5 is installed. The OGI 28 supplies clock pulses to the input of the first pump unit 22. It converts them into current pulses entering the first ILPI 23. At the same time, the clock pulses are fed to the input the second block 25. It converts them into current pulses supplied to the second ILPI 26. ILPI 23 and ILPI 26 generate the corresponding radiation pulses at a wavelength of 0.85 μm and 0.88 μm, respectively. The first OFI 24 collimates the radiation of the first ILPI 23 and directs it forward in the direction of the car to the traffic situation in front of the car, highlighting it. Similarly, the second OFI 27 collimates the radiation of the second ILPI 26 and directs the radiation pulses back, highlighting the rear traffic situation behind the car. The radiation pulses from the first ILPI 23, reflected from the road situation in front of the car, come to the lens 4 and pass through the first narrow-band filter 5. It serves for spectral selection of the front road situation against the background of light interference from the headlights of oncoming traffic. The radiation pulse using the lens creates an image of the front road situation on the photocathode of the first image intensifier tube 7. Before this pulse arrives at the photocathode, the first MCP 8 of the first image intensifier tube 7 is locked by a DC bias voltage coming from the FSI 30 output. from its second output clock pulses to the input of the BRZ 29. It introduces a delay between clock pulses from the first and second outputs of the OGI 28. This delay is equal to the time the radiation pulse travels the distance from the device to the front road environment and back. The clock pulses delayed in this way are fed to the input of the FSI 30. It creates at its output the corresponding voltage pulses that are fed to the first MCP 8. The amplitude of these pulses is equal to the amplitude of the DC bias voltage, but opposite in sign. Thanks to this, the MCP 8 opens for a time equal to the duration of this voltage pulse (strobe duration). In this case, the first image intensifier tube 7 opens, converts the image into a visible one and enhances it in brightness with the help of the first MCP 8. The image from the screen of the image intensifier tube 7 using the transfer optics 9 (its first 10 and second 11 lens components) is transferred to the CCD matrix of the TV camera 12 In this case, the image is transmitted through a dichroic mirror 14. The TV camera 12 converts the image into a video signal, which is transmitted to the TV monitor 13. From its screen, the driver observes the image of the front traffic situation while driving the vehicle. The image from the screen of the TV monitor 13 occupies its lower part. Simultaneously with the first ILPI 23, the second ILPI 26 generates radiation pulses that are collimated by the second OFI 27 and are directed to illuminate the traffic situation behind the vehicle. The radiation pulses reflected from this situation return back and come to the second lens 15. At the same time, a second narrow-band filter 16 is installed in front of the photocathode of the second image intensifier tube 18. It serves for spectral selection of the rear traffic situation against the background of light interference from the headlights of the rear-moving transport in the passing direction . The second lens 15 creates an image of the traffic situation behind the car on the photocathode of the second image intensifier tube 18. Prior to the arrival of the radiation pulse at the photocathode of the second image intensifier tube 18, its second MCP 19 is locked by a DC bias voltage coming from the output of the FSI 30. Further, the work of the second image intensifier tube 18 is carried out in the same way as in the case of the first image intensifier tube 7, as described above. The image from the screen of the second image intensifier tube 18 using a flat mirror 20 is transmitted to the projection lens 21, which is optically coupled with the second lens component 11. The image is transferred to the CCD matrix of the TV camera 12 using the projection lens 21 and the second lens component 11. In this case, the radiation is reflected from the dichroic mirror 14. The TV camera 12 converts the image into a video signal, which is transmitted to the TV monitor 13. From its screen, the driver observes the image of the rear traffic situation while driving the vehicle. The image from the screen of the TV monitor 13 occupies its upper part.

Благодаря спектральной селекции с помощью узкополосных фильтров 5 и 16 и импульсному режиму работы первого ЭОП 7 и второго ЭОП 18, который ослабляет в число крат, равное скважности, излучение световых помех, устройство обеспечивает работу водителя в условиях воздействия излучения фар встречного и идущего сзади транспорта. Дорожная обстановка не засвечивается, а водитель не утомляется.Thanks to spectral selection using narrow-band filters 5 and 16 and the pulsed operation of the first image intensifier tube 7 and the second image intensifier tube 18, which attenuates the radiation of light interference by a factor equal to the duty cycle, the device ensures the driver's work under the influence of the radiation of the headlights of oncoming and trailing vehicles. The road situation is not illuminated, and the driver does not get tired.

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

Таким образом, благодаря тому, что в состав устройства дополнительно введен второй электронно-оптический преобразователь, второй узкополосный фильтр и второй объектив, ориентированный в заднем направлении, который сопряжен с телевизионной камерой блока наблюдения, а также дополнительно введены второй импульсный лазерный полупроводниковый излучатель и второй объектив формирования излучения, также ориентированный в заднем направлении, обеспечивается обзор в переднем и заднем направлении.Thus, due to the fact that the second electron-optical converter, the second narrow-band filter and the second lens oriented in the rear direction, which is paired with the television camera of the surveillance unit, are additionally introduced into the device, and the second pulsed laser semiconductor emitter and the second lens are additionally introduced radiation formation, also oriented in the rear direction, provides a view in the front and rear directions.

Claims

An active-pulse television night vision device, containing a monitoring unit consisting of a narrow-band filter installed in series on the optical axis of the lens, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an image intensifier tube with a microchannel plate, transfer optics, a television camera, and the first lens component of the transfer optics is focused on the screen of the electron-optical converter, and its second lens component is focused on the CCD matrix of a television camera connected to a television monitor, a pulsed laser illuminator, consisting of a pumping unit, a pulsed laser semiconductor emitter and a radiation shaping lens, the output of the pumping unit is connected to pulsed laser semiconductor emitter, on the radiating surface of which the radiation formation lens is focused, a strobing unit consisting of a master pulse generator connected in series, block adjustable delay and gating pulse shaper, the output of which is connected to the microchannel plate of the electron-optical converter, the first output of the master pulse generator is connected to the pumping unit, and the second output of the master pulse generator is connected to the input of the adjustable delay unit, characterized in that between the first and The second lens component of the transfer optics is additionally equipped with a dichroic flat mirror, which optically interfaces the second lens component with an additional projection lens installed in series on the optical axis, a flat mirror, a second electron-optical converter with a second microchannel plate, a second narrow-band filter with the possibility of replacing it with a second compensating one. a plane-parallel plate and a second lens, the entrance pupil of which is oriented in the direction opposite to the orientation of the entrance pupil of the first lens, in an additional pulsed laser illuminator it contains a second pump unit connected in series and a second pulsed laser semiconductor emitter, as well as a second radiation shaping lens focused on the radiating surface of the second pulsed laser semiconductor emitter, the input of the second pumping unit is connected to the first output of the master pulse generator, and the output of the second radiation shaping lens oriented in the same direction as the entrance pupil of the second lens.