RU221844U1 - Дневно-ночной бинокль-дальномер - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к дневным приборам наблюдения и к приборам ночного видения. Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение работы бинокля при неблагоприятных условиях видения. Указанная задача решается за счет того, что в устройство дополнительно введен тепловизионный канал.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к дневным приборам наблюдения и к приборам ночного видения.

Известен принятый за аналог дневной бинокль, состоящий из двух идентичных оптических каналов. Каждый из них содержит последовательно установленные на оптической оси двухкомпонентный объектив, призменную оборачивающую систему в виде призмы Пехана и окуляр, причем один из каналов содержит также сетку, на которую сфокусирован окуляр (см. «Бинокль», изобретение №2316030, МПК G02B 23/12, G02B 9/10 опуб. 27.01.2008 г. По такой же схеме выполнен дневной бинокль Carl Zeiss Terra ED 10x42 фирмы Carl Zeiss, Германия, https://www.premixim-optics.ru/products binoculars. Недостатком биноклей является невозможность работы ночью.

Известен принятый за прототип бинокль для дневного и ночного наблюдения,, патент на изобретение №2581386 (МПК H01J 31/50, G02B 23/12, опуб. 10.10.2015 г.). По этой же схеме выполнен бинокль БДН-9 дневного и ночного наблюдения фирмы Фарвижн, РФ (Бинокль для дневного и ночного наблюдения БДН-9. Проспект фирмы Фарвижн, РФ, М., 2017 г.). Бинокль содержит два идентичных дневных канала, каждый из которых состоит из двухкомпонентного объектива, призменной оборачивающей системы в виде призмы Пехана и общей для обоих каналов псевдобинокулярной окулярной системы, а также ночной канал, состоящий из трехкомпонентного объектива этого канала, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) о общей с дневными каналами псевдобинокулярной окулярной системы, причем первый компонент объектива ночного канала является одновременно первым компонентом объектива дневного канала, и все три компонента объектива ночного канала оптически сопряжены с фотокатодом ЭОП с помощью плоского откидного зеркала и плоского зеркала, причем откидное плоское зеркало установлено между первым и вторым компонентами объектива дневного канала с возможностью вывода этого зеркала из хода лучей, плоское зеркало установлено между вторым и третьим компонентами объектива ночного канала, псевдобинокулярная окулярная система содержит проекционный объектив, сфокусированный на экран ЭОП и установленный перед зеркальной двугранной призмой, сопрягающей проекционный объектив с двумя окулярными каналами, каждый из которых состоит из промежуточного объектива, куб-призмы, ромб-призмы и окуляра, причем в одном из окулярных каналов на выходе ромб-призмы установлена сетка, на которую сфокусирован окуляр этого канала. Недостатками бинокля являются невозможность его работы при неблагоприятных условиях видения (дымка, туман, дождь, снегопад, пыльная или песчаная буря, воздействие световых помех и др.).

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение работы бинокля при неблагоприятных условиях видения.

Указанная задача решается за счет того, что в устройство дополнительно введен тепловизионный канал.

Указанная задача решается тем, что дневно-ночной бинокль-дальномер, содержащий два дневных идентичных канала, каждый из которых состоит из двухкомпонентного объектива, призменной оборачивающей системы в виде призмы Пехана и общей для обоих каналов псевдобинокулярной окулярной системы, а также ночной канал, состоящий из трехкомпонентного объектива этого канала, общей с дневными каналами псевдобинокулярной окулярной системы, плоского зеркала, установленного между вторым и третьим компонентами объектива ночного канала, псевдобинокулярная окулярная система содержит проекционный объектив, установленный перед зеркальной двугранной призмой, сопрягающей проекционный объектив с двумя окулярными ветвями, каждая из которых состоит из промежуточного объектива, куб-призмы, ромб-призмы и окуляра, причем в левой окулярной ветви на выходе ромб-призмы установлена сетка, на которую сфокусирован окуляр этой ветви, отличающийся тем, что в ночном канале установлено первое дихроичное плоское зеркало, установлена телевизионная камера, выход которой подключен к первому входу дополнительно введенного блока электронной обработки, выход которого подключен к дополнительному введенному OLED-дисплею, на экран которого сфокусирован проекционный объектив, между первым и вторым компонентами левого объектива дневного канала дополнительно введено второе дихроичное плоское зеркало, первый компонент левого объектива дневного канала является одновременно первым компонентом объектива тепловизионного канала, на выходе второго дихроичного плоского зеркала последовательно установлены первый промежуточный компонент объектива тепловизионного канала, второе плоское зеркало и второй промежуточный компонент объектива тепловизионного канала, оптически сопряженный с дополнительно введенным тепловизионным модулем, состоящим из последовательно соединенных микроболометрической матрицы фотодетекторов и электронного блока, подключенного ко второму входу блока электронной обработки, причем второй промежуточный компонент объектива тепловизионного канала сфокусирован на микроболометрическую матрицу фотодетекторов.

Сущность данной полезной модели поясняется чертежом фиг. 1, на котором показана блок-схем устройства. Бинокль содержит два идентичных дневных канала. Каждый из них состоит из двухкомпонентного объектива 1, 2 (3, 4), призмы Пехана 5 (6) и общей для обоих каналов псевдобиноклярной окулярной системы 7. Устройство содержит ночной канал, состоящий из трехкомпонентного объектива 1, 8, 9, телевизионной (ТВ) камеры 10. Она подключена к первому входу блока электронной обработки (БЭО) 11, выход которого подключен к первому OLED-дисплею 12. Для оптического сопряжения компонентов 1 и 8 используется первое дихроичное плоское зеркало 13, а компонентов 8 и 9 - первое плоское зеркало 14. На экран первого OLED-дисплея 12 сфокусирован проекционный объектив 15. Он оптически сопряжен с зеркальной двугранной призмой 16. Она оптически сопрягает проекционный объектив 15 с правой 17 и левой 18 окулярными ветвями. Каждая из них состоит из промежуточного объектива 19 (20), куб-призмы 21 (22), ромб-призмы 23 (24) и окуляра 25 (26). В левой окулярной ветви 18 на выходе ромб-призмы 24 установлена сетка 27, на которую сфокусирован окуляр 26 левой ветви 18. Между компонентами 3 и 4 установлено второе дихроичное плоское зеркало 28. Оно оптически сопрягает первый компонент 3 с первым промежуточным компонентом 29. Между ним и вторым промежуточным компонентом 30 установлено второе плоское зеркало 31. На его выходе установлен тепловизионный (ТВП) модуль 32. Он содержит последовательно соединенные микроболометрическую матрицу (МБМ) фото детекторов 33 и электронный блок (ЭБ) 34, выход которого подключен ко второму входу БЭО 11. При этом второй промежуточный компонент 30 сфокусирован на МБМ фото детекторов 33.

Дневной канал (позиции 1, 13, 2, 5, 21, 23, 25) пропускает в области спектра 0,38-0,78 мкм. При этом первое дихроичное плоское зеркало 13 пропускает в области спектра 0,38-0,78 мкм и отражает в области спектра 0,8-1,1 мкм. Гипотенузная грань куб-призмы 21 пропускает в области спектра 0,38-0,78 мкм и отражает в области спектра 0,53-0,56 мкм.

Дневной канал (позиции 3, 28, 4, 6, 22, 24, 27, 26) пропускает в области спектра 0,38-0,78 мкм, а компонент 3 пропускает еще и в области спектра 8-12 мкм. При этом второе дихроичное плоское зеркало 28 пропускает в области спектра 0,38-0,78 мкм и отражает в области спектра 8-12 мкм. Матрица ПЗС ТВ камеры 10 работает в области спектра 0,4-1,1 мкм. МБМ фотодетекторов 33 работает в области спектра 8-12 мкм. Экран OLED-дисплея 12 излучает в области спектра 0,53-0,56 мкм.

Устройство работает следующим образом. При функционировании днем в условиях нормальной прозрачности атмосферы работают оба дневных канала бинокля. На объекте наблюдения и на окружающем его фоне от Солнца создается естественная дневная освещенность. Свет, отраженный от объекта и фона, приходит в дневной двухкомпонентный объектив 1, 2 (соответственно 3, 4), каждый из которых создает изображение объекта и фона в своей фокальной плоскости. Полученное перевернутое изображение оборачивается на 180° с помощью призмы Пехана 5 (6) и передается в псевдобинокулярную окулярную систему 7. С помощью промежуточных объективов 19 (20), куб-призмы 21 (22) и ромб-призмы 23 (24) изображение передается в переднюю фокальную плоскость окуляра 25 (26). Через эти окуляры изображение наблюдается оператором. За счет наличия в фокальной плоскости окуляра 26 сетки 27 ее изображение накладывается на изображение объекта и фона. Деления шкалы сетки 27 позволяют определить угловые размеры объекта и грубо - дальность до него методом «с базой на цели».

При работе в условиях пониженной прозрачности атмосферы днем и ночью работает ТВ камера 10 и ТВП модуль 32. При этом излучение, определяемое уровнем естественной дневной от Солнца или естественной ночной от звезд и Луны освещенности, отражается от объекта и фона и приходит в компонент 1. Он пропускает излучение, которое отражается от первого дихроичного плоского зеркала 13 и передается в компонент 8, затем отражается от первого плоского зеркала 14 и передается в компонент 9, создающий изображение объекта и фона на матрице ПЗС ТВ камеры 10. На ее выходе формируется видеосигнал, который поступает на первый вход БЭО 11.

Одновременно тепловое излучение от объекта и фона поступает в компонент 3, отражается от второго дихроичного плоского зеркала 28, передается в компонент 29, отражается от второго плоского зеркала 31 и передается в компонент 30. Он создает тепловое изображение объекта и фона на МБМ матрице фото детекторов 33 ТВП модуля 32. На выходе МБМ матрицы фотодетекторов 33 создается видеосигнал, который усиливается и обрабатывается в ЭБ 34. Видеосигнал с его выхода передается на второй вход БЭО 11. С помощью встроенного микропроцессора БЭО 11 осуществляет обработку изображения с выхода ТВ камеры 10 и ЭБ 34, формируя в реальном масштабе времени единое интегрированное изображение. Оно воплощает в себе лучшие признаки ТВ и ТВП изображений. С выхода БЭО 11 видеосигнал, несущий в себе это изображение, передается в первый OLED-дисплей 12. Изображение с его экрана через проекционный объектив 15 передается на зеркальную двугранную призму 16, которая разделяет изображение на правый 17 и левый 18 окулярные ветви. Промежуточные объективы 19 (20) передают изображение через куб-призмы 21 (22) и ромб-призмы 23 (24) в переднюю фокальную плоскость окуляров 25 (26). Через них оператор наблюдает изображение.

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

Таким образом, за счет того, что в устройство дополнительно введен тепловизионный канал, обеспечивается работа бинокля при неблагоприятных условиях видения.

Claims (1)

1. Дневно-ночной бинокль-дальномер, содержащий два дневных идентичных канала, каждый из которых состоит из двухкомпонентного объектива, призменной оборачивающей системы в виде призмы Пехана и общей для обоих каналов псевдобинокулярной окулярной системы, а также ночной канал, состоящий из трехкомпонентного объектива этого канала, общей с дневными каналами псевдобинокулярной окулярной системы, плоского зеркала, установленного между вторым и третьим компонентами объектива ночного канала, псевдобинокулярная окулярная система содержит проекционный объектив, установленный перед зеркальной двугранной призмой, сопрягающей проекционный объектив с двумя окулярными ветвями, каждая из которых состоит из промежуточного объектива, куб-призмы, ромб-призмы и окуляра, причем в левой окулярной ветви на выходе ромб-призмы установлена сетка, на которую сфокусирован окуляр этой ветви, отличающийся тем, что в ночном канале установлено первое дихроичное плоское зеркало, установлена телевизионная камера, выход которой подключен к первому входу дополнительно введенного блока электронной обработки, выход которого подключен к дополнительному введенному OLED-дисплею, на экран которого сфокусирован проекционный объектив, между первым и вторым компонентами левого объектива дневного канала дополнительно введено второе дихроичное плоское зеркало, первый компонент левого объектива дневного канала является одновременно первым компонентом объектива тепловизионного канала, на выходе второго дихроичного плоского зеркала последовательно установлены первый промежуточный компонент объектива тепловизионного канала, второе плоское зеркало и второй промежуточный компонент объектива тепловизионного канала, оптически сопряженный с дополнительно введенным тепловизионным модулем, состоящим из последовательно соединенных микроболометрической матрицы фотодетекторов и электронного блока, подключенного ко второму входу блока электронной обработки, причем второй промежуточный компонент объектива тепловизионного канала сфокусирован на микроболометрическую матрицу фотодетекторов.

Images