RU2182718C2

RU2182718C2 - Night observation device

Info

Publication number: RU2182718C2
Application number: RU99125176/28A
Authority: RU
Inventors: А.В. Медведев; А.В. Гринкевич; зева С.Н. Кн; С.Н. Князева
Original assignee: ОАО "Ростовский оптико-механический завод"
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2002-05-20

Abstract

FIELD: night observation systems. SUBSTANCE: device includes objective, biplanar electron-optic converter of direct image, turnover system and ocular. Corrector in the form of concave-convex lens is placed between biplanar electron-optic converter and turnover system. Lens of ocular is arranged at distance (0.01-0.5) Fok, where Fok, focal distance of ocular from protective glass of screen of biplanar converter. Turnover system includes four components. Ocular includes three components. First component of turnover system is in the form of concave-convex collecting lens, its second component is in the form of convex-concave diverging lens, forth component is in the form of double-convex collecting lens. Third component of turnover system and first component of ocular are identical to first component of turnover system. Second component of ocular is identical to forth component of turnover system. Third component of ocular is identical to second component of turnover system but it is oriented in opposite direction. EFFECT: simplified optical circuit, reduced assortment of optical parts due to use of corrector and identical lens in ocular and in turnover system. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов ночного видения с бипланарными электронно-оптическими преобразователями (ЭОП) в самых разнообразных условиях эксплуатации. The invention relates to the field of optoelectronic technology and can be used in the manufacture of night vision devices with biplanar electron-optical converters (EOP) in a wide variety of operating conditions.

Наиболее близким по технической сущности является зрительная труба ночного видения ( журнал " Оптический журнал ", 4, 1993 г., с. 51. А.В. Медведев, А. В. Гринкевич, М. И. Гундяк, В.В. Никошин. " Зрительная труба ночного видения НЗТ-3"). The closest in technical essence is the night vision telescope (Optical Journal, 4, 1993, p. 51. A.V. Medvedev, A.V. Grinkevich, M.I. Gundyak, V.V. Nikoshin . "Night vision telescope NZT-3").

Недостатком зрительной трубы НЗТ-3 являются габаритность и сложность оптической схемы, использующей поворотные зеркала с линзовой оптикой для оборачивания перевернутого изображения, формируемого объективом на фотокатоде двухкамерного ЭОПа, который, аналогично бипланарным ЭОП, переносит изображение на собственный экран без второго оборачивания. The drawback of the NZT-3 telescope is the overall size and complexity of the optical scheme, which uses rotary mirrors with lens optics to wrap the inverted image formed by the lens on the photocathode of the two-chamber image intensifier tube, which, similarly to the biplanar image intensifier tube, transfers the image to its own screen without a second wrap.

Целью настоящего изобретения является упрощение оптической схемы, уменьшение номенклатуры оптических деталей за счет использования корректора вблизи плоскости предметов и применения одинаковых линз в окуляре и в оборачивающей системе (ОС). The aim of the present invention is to simplify the optical scheme, reduce the range of optical parts through the use of a corrector near the plane of objects and the use of the same lenses in the eyepiece and in the wrapping system (OS).

Эта цель достигается тем, что в приборе ночного видения, содержащем объектив, бипланарный ЭОП прямого изображения.,ОС и окуляр, дополнительно содержится корректор, ОС состоит из четырех компонентов. окуляр состоит из трех компонентов, при этом корректор выполнен в виде вогнуто-выпуклой линзы, расположенной на расстоянии (0,01-0,5) Fok от защитного стекла экрана ЭОП, первый компонент ОС выполнен в виде вогнуто-выпуклой положительной линзы, второй компонент ОС выполнен в виде выпукло-вогнутой отрицательной линзы, четвертый компонент ОС выполнен в виде двояковыпуклой положительной линзы, а третий компонент ОС и первый компонент окуляра одинаковы с первым компонентом ОС, второй компонент окуляра одинаков с четвертым компонентом ОС, третий компонент окуляра одинаков со вторым компонентом ОС, но противоположно ориентирован, где Fok - фокусное расстояние окуляра. This goal is achieved by the fact that the night vision device containing the lens, a biplanar image intensifier tube of a direct image., OS and eyepiece, additionally contains a corrector, the OS consists of four components. the eyepiece consists of three components, while the corrector is made in the form of a concave-convex lens located at a distance of (0.01-0.5) Fok from the protective glass of the image intensifier screen, the first component of the OS is made in the form of a concave-convex positive lens, the second component The OS is made in the form of a convex-concave negative lens, the fourth component of the OS is made in the form of a biconvex positive lens, and the third component of the OS and the first component of the eyepiece are the same with the first component of the OS, the second component of the eyepiece is the same with the fourth component of the OS, the third The component of the eyepiece is the same with the second component of the OS, but it is oppositely oriented, where Fok is the focal length of the eyepiece.

Конструктивное исполнение варианта прибора ночного видения показано на чертеже. Здесь содержатся объектив 1, ЭОП 2, корректор 3, ОС 4, 5, 6 и 7, окуляр 8, 9 и 10. Параметры варианта исполнения корректора, ОС и окуляра приведены в таблице. The design of the night vision device option is shown in the drawing. It contains the lens 1, image intensifier 2, corrector 3, OS 4, 5, 6 and 7, eyepiece 8, 9 and 10. The parameters of the corrector, OS and eyepiece are shown in the table.

Принцип действия прибора ночного видения заключается в следующем (см. чертеж). Объектив 1 формирует перевернутое изображение объектов на фотокатоде бипланарного ЭОП 2. Бипланарный ЭОП 2 осуществляет усиление и прямой перенос этого изображения на собственный экран, ОС 4, 5, 6 и 7 производит второе оборачивание и перенос изображения в фокальную плоскость окуляра 8, 9 и 10, а между экраном ЭОП и ОС устанавливается корректор 3 в виде вогнуто-выпуклой линзы, корректирующий кривизну поля и астигматизм, при этом компонент 4 ОС выполнен в виде вогнуто-выпуклой положительной линзы, компонент 5 ОС выполнен в виде выпукло-вогнутой отрицательной линзы, компонент 7 ОС выполнен в виде двояковыпуклой положительной линзы, а компонент 6 ОС и компонент 8 окуляра одинаковы с компонентом 4 ОС, компонент 9 окуляра одинаков с компонентом 7 ОС, компонент 10 окуляра одинаков с компонентом 5 ОС, но противоположно ориентирован. The principle of operation of the night vision device is as follows (see drawing). Lens 1 forms an inverted image of objects on the photocathode of a biplanar image intensifier 2. Biplanar image intensifier 2 amplifies and directly transfers this image to its own screen, OS 4, 5, 6 and 7 performs a second turn and transfer the image to the focal plane of the eyepiece 8, 9 and 10, and between the screen of the image intensifier tube and the OS, a corrector 3 is installed in the form of a concave-convex lens, correcting the field curvature and astigmatism, while the OS component 4 is made in the form of a concave-convex positive lens, the OS component 5 is made in the form of a convex-concave reflect lens, OS component 7 is made in the form of a biconvex positive lens, and OS component 6 and eyepiece component 8 are the same with OS component 4, eyepiece component 9 is the same with OS component 7, eyepiece component 10 is the same with OS component 5, but opposite.

Задаваясь критерием качества - величиной полихроматической частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) и учитывая:
- спектральную эффективность по длинам волн с учетом излучения люминофора экрана ЭОП и светопропускания оптической системы (корректор, ОС, окуляр) - 1,0 на длине волны 0,546 нм, 0,4 на 486 нм, 0,4 на 589 нм;
- пространственную частоту 20 линий/мм, получаем следующие расчетные значения ( положение плоскости установки смещено от плоскости Гаусса на минус 0,6 мм):
Точка на оси ЧКХ=35%.Asked by the quality criterion - the magnitude of the polychromatic frequency-contrast characteristic (FMF) and given:
- spectral efficiency at wavelengths taking into account the radiation of the phosphor of the screen of the image intensifier tube and the optical transmission of the optical system (corrector, OS, eyepiece) - 1.0 at a wavelength of 0.546 nm, 0.4 at 486 nm, 0.4 at 589 nm;
- spatial frequency of 20 lines / mm, we obtain the following calculated values (the position of the installation plane is offset from the Gaussian plane by minus 0.6 mm):
Point on the axis of the frequency response = 35%.

Точка поля 3,4 мм ЧКХм=49% ЧКХс=35%
Точка поля 4,8 мм ЧКХм=45% ЧКХс=13%
Точка поля 5,9 мм ЧКХм=33% ЧКХс=1%
Точка поля 6,8 мм ЧКХм=19% ЧКХс=-0,1%
Точка поля 7,5 мм ЧКХм=5% ЧКХс=-0,1%.Field point 3.4 mm HKHm = 49% HKHs = 35%
Field point 4.8 mm HKHm = 45% HKHs = 13%
Field point 5.9 mm ChKhm = 33% ChKhs = 1%
Field point 6.8 mm HKHm = 19% HKHs = -0.1%
Field point 7.5 mm HKHm = 5% HKHs = -0.1%.

Как видно из расчетов, оптическая система - корректор, ОС, окуляр - обеспечивает приемлемое качество изображения для прибора ночного видения. As can be seen from the calculations, the optical system - corrector, OS, eyepiece - provides an acceptable image quality for a night vision device.

Положительный эффект от предлагаемых технических решений заключается в упрощении оптической схемы, уменьшении габаритных и весовых параметров приборов, в упрощении технологических переделов при производстве приборов ночного видения с бипланарными ЭОП. A positive effect of the proposed technical solutions is to simplify the optical design, reduce the overall and weight parameters of the devices, and simplify the technological process in the manufacture of night-vision devices with biplanar image intensifiers.

Claims

A night vision device containing a lens, a biplanar electron-optical converter (EOC) of a direct image, an enveloping system (OS) and an eyepiece, characterized in that a corrector is installed between the screen of the image intensifier tube and the OS, the OS consists of four components, the eyepiece consists of three components, the corrector is made in the form of a concave-convex lens located at a distance of (0.01-0.5) Fok from the protective glass of the screen of the image intensifier tube, the first component of the OS is made in the form of a concave-convex positive lens, the second component of the OS is made in the form of a convex in a bent negative lens, the fourth component of the OS is made in the form of a biconvex positive lens, and the third component of the OS and the first component of the eyepiece are the same with the first component of the OS, the second component of the eyepiece is the same with the fourth component of the OS, the third component of the eyepiece is the same with the second component of the OS, but oppositely oriented, where Fok is the focal length of the eyepiece.