RU225696U1 - Псевдобинокулярный комбинированный дневно-ночной бинокль - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения. Псевдобинокулярный ночной бинокль содержит афокальную оптическую насадку, ночной объектив, электронно-оптический преобразователь и псевдобинокулярную окулярную систему, состоящую из проекционного объектива, сфокусированного на экран электронно-оптического преобразователя, зеркальной двугранной светоделительной призмы, разделяющую окулярную систему на правую и левую окулярную ветвь, первое дихроичное плоское зеркало, телевизионный, тепловизионный канал и дневной каналы. Устройство обеспечивает работу при пониженной прозрачности атмосферы и днем. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к ночным биноклям.

Известен принятый за аналог псевдобинокулярный ночной бинокль ПН114К (см. Псевдобинокулярный прибор ночного видения. Проспект ОАО «Швабе Оборона и Защита», РФ, Новосибирск, 2019 г.). Он содержит последовательно установленные на оптической оси ночной объектив, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) и окулярную систему, состоящую из проекционного объектива, сфокусированного на экран ЭОП, зеркальной двугранной светоделительной призмы, разделяющую окулярную систему на правую и левую окулярную ветвь, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива, плоского зеркала и окуляра. Ночной бинокль может работать при нормированном уровне естественной ночной освещенности (ЕНО) и при нормальной прозрачности атмосферы. Недостатками ночного бинокля являются его неспособность работать при уровне ЕНО ниже нормированного значения, а также невозможность работать при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и др.). Кроме того, ночной бинокль обладает невысокой дальностью действия при работе ночью и не может работать днем.

Известен принятый за прототип псевдобинокулярный ночной бинокль «Альфа-3122» (см. Псевдобинокулярный ночной бинокль «Альфа-3122». Проспект ОАО «Альфа», РФ, 2015 г.). Он содержит последовательно установленные на оптической оси афокальную оптическую насадку, состоящую из первого и второго линзовых компонентов, ночной объектив, ЭОП и окулярную систему, состоящую из проекционного объектива, сфокусированного на экран ЭОП, зеркальной двугранной светоделительной призмы, разделяющую окулярную систему на правую и левую окулярную ветви, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива, плоского зеркала и окуляра. Ночной бинокль обеспечивает по сравнению устройством-прототипом большую дальность действия за счет применения афокальной оптической насадки. Однако такой ночной бинокль по-прежнему не обеспечивает работу при уровне ЕНО ниже нормированного значения, а также не обеспечивает работу при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и др.) и днем.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение круглосуточной работы при пониженной прозрачности атмосферы.

Указанная задача решается тем, что псевдобинокулярный ночной бинокль, содержащий последовательно установленные на оптической оси афокальную оптическую насадку, состоящую из первого и второго линзовых элементов, ночной объектив, электронно-оптический преобразователь и псевдобинокулярную окулярную систему, состоящую из проекционного объектива, сфокусированного на экран электронно-оптического преобразователя, зеркальной двугранной светоделительной призмы, разделяющую окулярную систему на правую и левую окулярную ветвь, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива, плоского зеркала и окуляра, отличающийся тем, что между первым и вторым линзовыми элементами установлено первое дихроичное плоское зеркало, плоские зеркала правой и левой окулярной ветви выполнены в виде второго и соответственно третьего дихроичного плоского зеркала, ночной бинокль дополнительно содержит телевизионный канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси первого линзового элемента, первого дихроичного плоского зеркала, установленного между первым и вторым линзовыми элементами, третьего линзового элемента, образующего совместно с первым линзовым элементом вторую афокальную насадку, первого плоского зеркала, телевизионного объектива, первого телевизионного модуля, состоящего из последовательно соединенных матрицы фотодетекторов на основе InGaAs, первого электронного блока и первого OLED дисплея, первая оборачивающая линзовая система, состоящая из первого и второго линзовых компонентов, причем первый линзовый компонент сфокусирован на экран первого OLED дисплея, а второй линзовый компонент оптически сопряжен через второе дихроичное плоское зеркало с левым окуляром, дополнительно содержит тепловизионный канал, выполненный в виде последовательно установленных на оптической оси инфракрасного объектива, тепловизионного модуля, содержащего последовательно соединенные микроболометрическую матрицу фотодетекторов, второй электронный блок и второй OLED дисплей, вторую оборачивающую линзовую систему, содержащую первый и второй линзовые блоки, между которыми установлено четвертое дихроичное плоское зеркало, причем первый линзовый блок сфокусирован на экран второго OLED дисплея а второй линзовый блок оптически сопряжен через первое дихроичное плоское зеркало с правым окуляром, дополнительно содержит дневной канал, содержащий последовательно установленные на оптической оси дневной объектив, второе плоское зеркало, сетку, третью линзовую оборачивающую систему, линзовая сборка которой сфокусирована на сетку, а линзовый блок через первое дихричное плоское зеркало сопряжено с правым окуляром, причем четвертое дихроичное плоское зеркало находится на выходе линзовой сборки.

Благодаря дополнительно введенным тепловизионному и телевизионному каналам обеспечивается работа устройства при пониженной прозрачности атмосферы, а благодаря дополнительно введенному дневному каналу в сочетании с ночным каналом обеспечивается круглосуточная работа.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена не чертеже фиг.1. Она состоит из последовательно установленных на оптической оси первой афокальной насадки 1, состоящей из первого 2 и второго 3 линзовых элементов, между которыми установлено первое дихроичное плоское зеркало 4, ночного объектива 5, ЭОП 6 и псевдобинокулярной окулярной системы 7. Она состоит из последовательно установленных на оптической оси проекционного объектива 8, зеркальной двугранной светоделительной призмы 9, разделяющей окулярную систему 7 на правую 10 и левую 11 окулярные ветви, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива 12 (соответственно 13), второго 14 и соответственно третьего 15 дихроичных плоских зеркал, и окуляров 16 (соответственно 17). Устройство содержит телевизионный (ТВ) канал. В нем первый линзовый элемент 2 оптически сопряжен через первое дихроичное плоское зеркало 4 с третьим линзовым элементом 18, образующим совместно с первым линзовым элементом 2 вторую афокальную оптическую насадку 19. Третий линзовый элемент 18 оптически сопряжен через первое плоское зеркало 20 с ТВ объективом 21, оптически сопряженным с ТВ модулем 22. Он содержит последовательно соединенные матрицу 23 фотодетекторов на базе InGaAs, первый электронный блок 24 и первый OLED дисплей 25. При этом ТВ объектив 21 сфокусирован на матрицу фотодетекторов 23. На выходе OLED дисплея 25 установлена первая линзовая оборачивающая система 26. Ее первый линзовый компонент 27 сфокусирован на экран OLED дисплея 25, а второй ее линзовый компонент 28 через третье дихроичное плоское зеркало 15 оптически сопряжен с передней фокальной плоскостью окуляра 17. Устройство содержит тепловизионный (ТВП) канал. Он состоит из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного (ИК) объектива 29 и ТВП модуля 30, содержащего последовательно соединенные микроболометрическую матрицу (МБМ) фотодетекторов 31, второй электронный блок 32 и второй OLED дисплей 33, вторую линзовую оборачивающую систему 34, первый линзовый блок 35 которой сфокусирован на экран второго OLED дисплея 33, а второй ее линзовый блок 36 оптически сопряжен через второе дихроичное плоское зеркало 14 с передней фокальной плоскостью окуляра 16. Между первым 35 и вторым 36 линзовыми блоками установлено четвертое дихроичное плоское зеркало 42. Устройство содержит дневной канал. Он состоит из последовательно установленных на оптической оси дневного объектива 37, второго плоского зеркала 38, сетки 39, находящейся в задней фокальной плоскости дневного объектива 37, третьей линзовой оборачивающей системы 40, линзовая сборка 41 которой сфокусирована на сетку 39, четвертого дихроичного плоского зеркала 42, линзового блока 36, второго дихроичного плоского зеркала 14 и окуляра 16.

Первая афокальная оптическая насадка 1 и объектив 5 работают в области спектра 0,4 - 0,89 мкм, в которой обладает чувствительностью фотокатод ЭОП 6. Его экран излучает в области спектра 0,53 - 0,56 мкм. Промежуточные объективы 12, 13 и окуляр 17 работают в этой же области спектра. Вторая афокальная оптическая насадка 19, ТВ объектив 21 и МБМ фотодетекторов 23 работают в области спектра 0,9 - 1,7 мкм. Первое дихроичное плоское зеркало 4 пропускает в области спектра 0,4 - 0,89 мкм и отражает в области спектра 0,9 - 1,7 мкм. Второе дихроичное плоское зеркало 14 отражает в области спектра 0,53 - 0,56 мкм и пропускает в области спектра 0,38 - 0,78 мкм. Третье дихроичное плоское зеркало 15 отражает в области спектра 0,53 - 0,56 мкм и пропускает в области спектра 0,38 - 0,78 мкм. ИК объектив 29 пропускает в области спектра 8-12 мкм, в которой обладает чувствительностью МБМ фотодетекторов 31. Экран второго OLED дисплея 33 излучает в области спектра 0,75 - 0,77 мкм. В ней же пропускает первый линзовый блок 35. Второй линзовый блок 36 пропускает в области спектра 0,38 - 0,78 мкм, четвертое дихроичное плоское зеркало 42 отражает в области спектра 0,38 - 0,78 мкм и пропускает в области спектра 0,75 - 0,77 мкм. Дневной объектив 37, сетка 39 и линзовая сборка 41 пропускают в области спектра 0,38 - 0,78 мкм.

Устройство работает следующим образом. При функционировании в условиях нормальной прозрачности атмосферы и нормированном уровне ЕНО работает ночной канал. Излучение, определяемое уровнем ЕНО от звезд и луны, отражается от объекта наблюдения, окружающего его фона и приходит в первую афокальную оптическую насадку 1, при этом проходит через первое дихроичное плоское зеркало 4 и поступает в объектив 5, который совместно с первой насадкой 1 создает изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 6. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости. Изображение с экрана ЭОП 6 наблюдается оператором через окулярную систему 7.

При функционировании в условиях пониженной прозрачности атмосферы и нормированном уровне ЕНО работает ТВ канал. Излучение, определяемое уровнем ЕНО от звезд и Луны, отражается от объекта наблюдения, фона и поступает в первый элемент 2 второй афокальной оптической насадки 19, отражается от первого дихроичного плоского зеркала 4 и приходит в третий линзовый элемент 18 второй афокальной оптической насадки 19, затем отражается от первого плоского зеркала 20 и приходит в ТВ объектив 21. Он совместно со второй афокальной оптической насадкой 19 создает изображение объекта и фона на матрице фотодетекторов 23 ТВ модуля 22. Она преобразует изображение в электрический сигнал, который усиливается и обрабатывается в первом электронном блоке 24. Видеосигнал с его выхода передается в первый OLED дисплей 25. Изображение с его экрана с помощью первой оборачивающей системы 26 (ее компонентов 27 и 28) через третье дихроичное плоское зеркало 15 передается в переднюю фокальную плоскость окуляра 17, через который оператор наблюдает изображение.

При функционировании в условиях пониженной прозрачности атмосферы и пониженного уровня ЕНО работает ТВП канал. Естественное тепловое излучение от объекта и фона приходит в ИК объектив 29. Он создает тепловое изображение объекта и фона на МБМ фотодетекторов 31 ТВП модуля 30. МБМ фотодетекторов 31 преобразует изображение в электрический сигнал. Он усиливается и обрабатывается во втором электронном блоке 32. Видеосигнал с его выхода передается во второй OLED дисплей 33, на экране которого формируется изображение объекта и фона. Изображение через вторую линзовую оборачивающую систему 34 (первый ее линзовый блок 35 и второй ее линзовый блок 36), будучи передано через четвертое дихроичное плоское зеркало 42, затем передается через второе дихроичное плоское зеркало 14 в переднюю фокальную плоскость окуляра 16, через который оператор наблюдает изображение.

При работе днем свет Солнца, отраженный от объекта и фона, поступает в дневной объектив 37, отражается от второго плоского зеркала 38 и создает изображение в задней фокальной плоскости дневного объектива 37, совпадающей с сеткой 39. Это изображение через вторую линзовую оборачивающую систему 40, состоящую из линзовой сборки 41 и линзового блока 36, а также, отразившись от четвертого дихроичного плоского зеркала 42 и через первое дихроичное плоское зеркало 14 передается в переднюю фокальную плоскость окуляра 16, через который оператор наблюдает изображение.

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

Таким образом, благодаря дополнительно введенным тепловизионному и телевизионному каналам обеспечивается работа устройства при пониженной прозрачности атмосферы, а благодаря дополнительно введенному дневному каналу в сочетании с ночным каналом обеспечивается круглосуточная работа.

Claims (1)

1. Псевдобинокулярный ночной бинокль, содержащий последовательно установленные на оптической оси афокальную оптическую насадку, состоящую из первого и второго линзовых элементов, ночной объектив, электронно-оптический преобразователь и псевдобинокулярную окулярную систему, состоящую из проекционного объектива, сфокусированного на экран электронно-оптического преобразователя, зеркальной двугранной светоделительной призмы, разделяющую окулярную систему на правую и левую окулярную ветвь, каждая из которых состоит из последовательно установленных на оптической оси промежуточного объектива, плоского зеркала и окуляра, отличающийся тем, что между первым и вторым линзовыми элементами установлено первое дихроичное плоское зеркало, плоские зеркала правой и левой окулярной ветви выполнены в виде второго и соответственно третьего дихроичного плоского зеркала, ночной бинокль дополнительно содержит телевизионный канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси первого линзового элемента, первого дихроичного плоского зеркала, установленного между первым и вторым линзовыми элементами, третьего линзового элемента, образующего совместно с первым линзовым элементом вторую афокальную насадку, первого плоского зеркала, телевизионного объектива, первого телевизионного модуля, состоящего из последовательно соединенных матрицы фотодетекторов на основе InGaAs, первого электронного блока и первого OLED дисплея, первая оборачивающая линзовая система, состоящая из первого и второго линзовых компонентов, причем первый линзовый компонент сфокусирован на экран первого OLED дисплея, а второй линзовый компонент оптически сопряжен через второе дихроичное плоское зеркало с левым окуляром, дополнительно содержит тепловизионный канал, выполненный в виде последовательно установленных на оптической оси инфракрасного объектива, тепловизионного модуля, содержащего последовательно соединенные микроболометрическую матрицу фотодетекторов, второй электронный блок и второй OLED дисплей, вторую оборачивающую линзовую систему, содержащую первый и второй линзовые блоки, между которыми установлено четвертое дихроичное плоское зеркало, причем первый линзовый блок сфокусирован на экран второго OLED дисплея, а второй линзовый блок оптически сопряжен через первое дихроичное плоское зеркало с правым окуляром, дополнительно содержит дневной канал, содержащий последовательно установленные на оптической оси дневной объектив, второе плоское зеркало, сетку, третью линзовую оборачивающую систему, линзовая сборка которой сфокусирована на сетку, а линзовый блок через первое дихроичное плоское зеркало сопряжен с правым окуляром, причем четвертое дихроичное плоское зеркало находится на выходе линзовой сборки.

Images