RU219322U1 - Многофункциональный бинокль дневного и ночного видения - Google Patents

Abstract

Предлагаемое устройство относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности биноклей ночного видения. Целью предлагаемой полезной модели является повышение качества изображения. Указанная цель достигается благодаря тому, что в состав устройства введены дневные каналы, что позволяет повысить качество изображения при работе в дневных условиях, а также введены телевизионные камеры на основе матриц фотоприемников на базе InGaAs, и на базе Si, что позволяет повысить качество изображения при работе ночью.

Description

Предлагаемое устройство относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности биноклей ночного видения.

Известен принятый за аналог псевдобинокулярный бинокль ночного видения (БЫВ) НБ-8 фирмы ОАО ЗОМЗ (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009. - 840 с., с. 70, фото 2.3.5б). Псевдобинокулярный БНВ содержит последовательно установленные на оптической оси объектив, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) и псевдобинокулярную окулярную систему. Она состоит из проекционного объектива, сфокусированного на экран ЭОП, зеркальной двугранной призмы, оптически сопряженной с левой и правой окулярными ветвями, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива, прямоугольной призмы и окуляра. Недостатком БНВ является невозможность обеспечить круглосуточное и всепогодное наблюдение.

Известен принятый за аналог тепловизионный (ТВП) псевдобинокулярный БНВ TIG фирмы Диполь, Республика Беларусь (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Техническое зрение. Инновации. М.: Техносфера, 2014. - 840 с., с. 593, фото 6.5.16). БНВ состоит из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного (ИК) объектива, ТВП модуля, содержащего последовательно электрически соединенные матрицу микроболометров (МБМ), электронный блок (ЭБ) и OLED дисплей, псевдобинокулярной окулярной системы. Она состоит из проекционного объектива, сфокусированного на экран OLED дисплея, зеркальной двугранной призмы, оптически сопряженной с левой и правой окулярными ветвями, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива, прямоугольной призмы и окуляра. ТВП БНВ обеспечивает круглосуточное и всепогодное наблюдение, но имеет недостаточно высокое качество изображения при работе днем и ночью.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение качества изображения.

Многофункциональный бинокль ночного видения, содержащий последовательно установленный на оптической оси инфракрасный объектив, тепловизионный модуль, состоящий из последовательно соединенных матрицы микроболометров, электронного блока, OLED дисплея, оптически сопряженного с псевдобинокулярной окулярной системой, состоящей из проекционного объектива, сфокусированного на экран OLED дисплея, зеркальной двугранной призмы, оптически сопряженной с левой и правой окулярными ветвями, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива, прямоугольной призмы и окуляра, отличающийся тем, что дополнительно содержит блок электронной обработки, первый вход которого подключен к выходу электронного блока, а выход - к OLED дисплею, дополнительно содержит левый и правый дневные каналы, каждый из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси соответственно первого и второго дневного объектива, соответственно первой и второй линзовой оборачивающей системы, каждая из которых содержит первый и второй и соответственно третий и четвертый линзовые компоненты, дополненную до куб-призмы первой и второй прямоугольной призмы соответственно правой и левой окулярной ветви, соответственно первого и второго окуляра, гипотенузная часть каждой куб-призмы выполнена дихроичной, причем гипотенузная грань первой куб-призмы оптически сопряжена через второй проекционный объектив с первой телевизионной камерой, выход которой подключен ко второму входу блока электронной обработки, гипотенузная грань второй куб-призмы выполнена дихроичной и оптически сопряжена через третий проекционный объектив со второй телевизионной камерой, выход которой подключен к третьему входу блока электронной обработки.

Указанная цель достигается благодаря тому, что в состав устройства введены дневные каналы. Это позволяет повысить качество изображения при работе в дневных условиях, а также введены телевизионные камеры на основе матриц фотоприемников на базе InGaAs и на базе Si, что позволяет повысить качество изображения при работе ночью.

Блок схема устройства представлена на чертеже фиг. 1. Устройство содержит последовательно установленные на оптической оси ИК объектив 1, ТВП модуль 2, состоящий из последовательно соединенных МБМ 3, ЭБ 4, блок электронной обработки (БЭО) 5 и OLED дисплей 6. Его экран оптически сопряжен с псевдобинокулярной окулярной системой 7, состоящей из первого проекционного объектива 8, зеркальной двугранной призмы 9, оптически сопряженной с левой 10 и правой 11 окулярными ветвями, каждая из которых содержит последовательно установленные на оптической оси промежуточный объектив 12 (соответственно 13), куб-призму 14 (соответственно 15), окуляр 16 (соответственно 17). Устройство содержит левый 18 и правый 19 дневные каналы, каждый из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси соответственно первого 20 и второго 21 дневного объектива, первой 22 и второй 23 линзовой оборачивающей системы, первой 14 и второй 15 куб-призмы, первого 16 и второго 17 окуляров. Гипотенузная грань каждой куб-призмы 14 и 15 выполнена дихроичной. При этом гипотенузная грань первой куб-призмы 14 оптически сопряжена через второй проекционный объектив 24 с первой телевизионной (ТВ) камерой 26, выход которой подключен ко второму входу БЭО 5. Гипотенузная грань второй куб-призмы 15 оптически сопряжена через третий проекционный объектив 25 со второй ТВ камерой 27, выход которой подключен к третьему входу БЭО 5. При этом линзовая оборачивающая система 22 состоит из первого и второго линзовых компонентов, а оборачивающая система 23 состоит из третьего и четвертого линзовых компонентов.

МБМ 3 работает в области спектра 8-12 мкм, экран OLED дисплея 6 - в области спектра 0,53-0,56 мкм, матрица фотоприемников на основе InGaAs первой ТВ камеры 26 - в области спектра 0,8-1,7 мкм, матрица ПЗС на базе Si второй ТВ камеры 27 - в области спектра 0,8-1,1 мкм. Гипотенузная грань первой куб-призмы 14 пропускает в области спектра 0,38-0,78 мкм, отражает в области спектра 0,53-0,56 мкм и в области спектра 0,8-1,7 мкм. Гипотенузная грань второй куб-призмы 15 пропускает в области спектра 0,38-0,78 мкм, отражает в области спектра 0,8-1,1 мкм и в области спектра 0,53-0,56 мкм.

Устройство работает следующим образом. При работе днем в условиях нормальной прозрачности атмосферы работают левый 18 и правый 19 дневные каналы. Солнечный свет, отраженный от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в первый дневной объектив 20 и соответственно во второй дневной объектив 21. Эти объективы создают перевернутое изображение объекта и фона в своей задней фокальной плоскости. Первая 22 и соответственно вторая 23 линзовые оборачивающие системы передают изображение объекта и фона через первую куб-призму 14 и соответственно через вторую куб-призму 15 в переднюю фокальную плоскость первого окуляра 16 и соответственно второго окуляра 17, создавая в ней прямое изображение объекта и фона. Оно наблюдается оператором через окуляры 16 и 17.

При работе ночью в условиях нормальной и пониженной прозрачности атмосферы излучение звезд и Луны, отражаясь от объекта и фона, приходит в левый 18 и правый 19 дневные каналы. Их первый 20 и соответственно второй 21 дневные объективы создают перевернутое изображение объекта и фона в своей задней фокальной плоскости. Это изображение передается в первую 22 и соответственно во вторую 23 линзовые оборачивающие системы, которые создают прямое изображение, передаваемое через отражающую гипотенузную грань первой куб-призмы 14 и соответственно второй куб-призмы 15 в предметную плоскость второго 24 и соответственно третьего 25 проекционного объектива, которые передают изображение объекта и фона в свою плоскость изображения. Она совпадает для второго 24 проекционного объектива с матрицей фотоприемников на базе InGaAs первой ТВ камеры 26. При этом излучение в области спектра 0,8-1,7 мкм отражается от гипотенузной грани первой куб-призмы 14. Первая ТВ камера 26 преобразует изображение в видеосигнал, который поступает на второй вход БЭО 5. Плоскость изображения третьего проекционного объектива 25 совпадает с матрицей ПЗС второй ТВ камеры 27. Она преобразует это изображение в видеосигнал, который поступает на третий вход БЭО 5. Он суммирует эти изображения с помощью встроенного микропроцессора и создает единое интегрированное изображение, которое воплощает в себе лучшие информационные признаки изображений первой ТВ камеры 26 и второй ТВ камеры 27. Это изображение, создаваемое в реальном масштабе времени, наблюдается оператором с экрана OLED дисплея 6 через псевдобинокулярную окулярную систему 7.

При работе ночью в условиях пониженной прозрачности атмосферы собственное тепловое излучение объекта и фона поступает в ИК объектив 1. Он создает ИК изображение объекта и фона на МБМ 3 ТВП модуля 2. МБМ 3 преобразует ИК изображение в видеосигнал, обрабатываемый в реальном масштабе времени и усиливаемый в ЭБ 4. Сигнал с его выхода поступает на первый вход БЭО 5. В нем с помощью микропроцессора могут быть просуммированы в реальном масштабе времени видеосигнал с выхода БЭ 4, видеосигналы с выходов первой ТВ камеры 26 и второй ТВ камеры 27 в единое интегрированное изображение, которое создается на экране OLED дисплея 6 и наблюдается с него оператором через псевдобинокулярную окулярную систему 7. При этом первый проекционный объектив 8 передает изображение с экрана OLED дисплея 6 на зеркальные грани призмы 9. Она разделяет изображение на правое и левое, каждое из которых поступает соответственно на промежуточные объективы 12 и 13. Они передают изображение в переднюю фокальную плоскость окуляров 16 и 17 соответственно. При этом излучение отражается от гипотенузных граней куб-призмы 14 и 15 соответственно.

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

Таким образом, благодаря тому, что в состав устройства введены дневные каналы, а также введены телевизионные камеры на основе матриц фотоприемников на базе InGaAs и на базе Si, повышается качество изображения при работе в дневных условиях, а также при работе ночью.

Claims (1)

1. Многофункциональный бинокль ночного видения, содержащий последовательно установленный на оптической оси инфракрасный объектив, тепловизионный модуль, состоящий из последовательно соединенных матрицы микроболометров, электронного блока, OLED дисплея, оптически сопряженного с псевдобинокулярной окулярной системой, состоящей из проекционного объектива, сфокусированного на экран OLED дисплея, зеркальной двугранной призмы, оптически сопряженной с левой и правой окулярными ветвями, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива, прямоугольной призмы и окуляра, отличающийся тем, что дополнительно содержит блок электронной обработки, первый вход которого подключен к выходу электронного блока, а выход - к OLED дисплею, дополнительно содержит левый и правый дневные каналы, каждый из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси соответственно первого и второго дневного объектива, соответственно первой и второй линзовой оборачивающей системы, каждая из которых содержит первый и второй и соответственно третий и четвертый линзовые компоненты, дополненную до куб-призмы первой и второй прямоугольной призмы соответственно правой и левой окулярной ветви, соответственно первого и второго окуляра, гипотенузная часть каждой куб-призмы выполнена дихроичной, причем гипотенузная грань первой куб-призмы оптически сопряжена через второй проекционный объектив с первой телевизионной камерой, выход которой подключен ко второму входу блока электронной обработки, гипотенузная грань второй куб-призмы выполнена дихроичной и оптически сопряжена через третий проекционный объектив со второй телевизионной камерой, выход которой подключен к третьему входу блока электронной обработки.

Images