RU2339984C1 - Night vision device (versions) - Google Patents
Night vision device (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339984C1 RU2339984C1 RU2007116045/28A RU2007116045A RU2339984C1 RU 2339984 C1 RU2339984 C1 RU 2339984C1 RU 2007116045/28 A RU2007116045/28 A RU 2007116045/28A RU 2007116045 A RU2007116045 A RU 2007116045A RU 2339984 C1 RU2339984 C1 RU 2339984C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- eyepiece
- lens
- receiving unit
- plane
- angle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Telescopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптико-электронной технике, предназначенной для наблюдения ночью и в условиях пониженной освещенности Может закрепляться на шлеме или специальном оголовье и использоваться велосипедистами, водителями для вождения ночью, охотниками, полицейскими, военными, при производстве подводных работ, при изучении жизни ночных животных и т.п.The invention relates to optical-electronic equipment intended for observation at night and in low light conditions. It can be mounted on a helmet or a special headband and used by cyclists, drivers for night driving, hunters, police, military, underwater operations, when studying the life of night animals and etc.
Известны приборы ночного видения (ПНВ), содержащие либо монокулярный либо бинокулярный, либо псевдобинокулярный канал наблюдения, включающий по меньшей мере один объектив, один окуляр и один электронно-оптический преобразователь (ЭОП), фотокатод которого оптически сопряжен с плоскостью изображений объектива, а экран - с плоскостью предметов окуляра. Работа известных ПНВ основана на формировании промежуточного изображения местности (объекта) на фотокатоде ЭОП. Затем усиленное по яркости изображение местности с экрана ЭОП-а окуляром направляется в глаз наблюдателя, который в результате наблюдает либо одним либо двумя глазами усиленное по яркости изображение местности [1, 2].Known night vision devices (NVD), containing either a monocular or binocular or pseudobinocular observation channel, including at least one lens, one eyepiece and one electron-optical converter (EOC), the photocathode of which is optically coupled to the image plane of the lens, and the screen with the plane of the eyepiece. The work of the known NVDs is based on the formation of an intermediate image of the terrain (object) on the photocathode of the image intensifier tube. Then the brightness-enhanced image of the area from the screen of the image intensifier is sent by the eyepiece to the eye of the observer, who as a result observes either the brightness-enhanced image of the area with one or two eyes [1, 2].
К недостаткам известных ПНВ следует отнести ограниченное поле зрения канала наблюдения, исключающее возможность использования периферийного зрения оператора при обследовании местности.The disadvantages of the known NVD include the limited field of view of the observation channel, which excludes the possibility of using the peripheral vision of the operator when examining the terrain.
Известны также ПНВ, содержащие либо монокулярный либо бинокулярный, либо псевдобинокулярный канал наблюдения, включающий по меньшей мере один объектив, один окуляр и одну систему преобразования изображения, выполненную в виде матричного фотоприемного устройства с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения, расположенную в плоскости изображений объектива, блока управления и монитора, экран которого оптически сопряжен с плоскостью предметов окуляра. ПНВ функционируют следующим образом. Объектив формирует промежуточное изображение местности на светочувствительной площадке матричного фотоприемного устройства, по электрическому сигналу которого, обработанному в блоке управления на экране монитора, формируется усиленное по яркости изображение местности (объекта) и окуляром направляется в глаз наблюдателя, который в результате наблюдает либо одним либо двумя глазами усиленное по яркости изображение местности [3].NVDs are also known, containing either a monocular or binocular or a pseudobinocular observation channel, including at least one lens, one eyepiece and one image conversion system, made in the form of a matrix photodetector with a maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum, located in the plane of the image of the lens , control unit and monitor, the screen of which is optically paired with the plane of the eyepiece. NVD operate as follows. The lens forms an intermediate image of the terrain on the photosensitive area of the matrix photodetector, the electric signal of which is processed in the control unit on the monitor screen, a brightness-enhanced image of the terrain (object) is formed and the eyepiece is sent to the observer's eye, which as a result is observed either with one or two eyes brightness-enhanced image of the area [3].
ПНВ [3] присущи те же недостатки, что и ПНВ [1, 2].NVD [3] has the same disadvantages as NVD [1, 2].
В основу изобретения положена задача создания компактного ПНВ с расширенными функциональными возможностями за счет введения второго канала наблюдения, что обеспечивает возможность использования периферийного зрения и поочередного, по желанию наблюдателя, наблюдения объектов в пространстве предметов либо первого либо второго каналов наблюдения.The basis of the invention is the task of creating a compact NVD with enhanced functionality by introducing a second observation channel, which makes it possible to use peripheral vision and alternate, at the request of the observer, observation of objects in the space of objects or the first or second observation channels.
Сущность изобретения по первому варианту заключается в том, что в ПНВ, содержащем либо монокулярный либо бинокулярный, либо псевдобинокулярный первый канал наблюдения, включающий по меньшей мере один первый объектив, один первый окуляр и один первый ЭОП, фотокатод которого оптически сопряжен с плоскостью изображений первого объектива, а экран - с плоскостью предметов первого окуляра, в отличие от прототипа введен второй канал наблюдения, содержащий приемный блок, включающий второй объектив и систему преобразования изображения, светочувствительная площадка которой оптически сопряжена с плоскостью изображений второго объектива, и связанный с приемным блоком окулярный блок, включающий второй окуляр и плоскость формирования преобразованного изображения приемного блока, оптически сопряженную с предметной плоскостью второго окуляра, приемный блок расположен так, что пространства предметов первого и второго объективов не совпадают, оптические оси первого и второго окуляров выполнены пересекающимися под углом φ на расстоянии 10-12 мм за выходным зрачком первого окуляра, а угол φ выполнен удовлетворяющим соотношению arctg D/L<φ≤30°, где D - наружный диаметр первого окуляра, a L - расстояние от последней линзы первого окуляра до его выходного зрачка.The essence of the invention according to the first embodiment is that in the NVD, containing either a monocular or binocular or a pseudobinocular first observation channel, comprising at least one first lens, one first eyepiece and one first image intensifier tube, the photocathode of which is optically paired with the image plane of the first lens and the screen is with the plane of the objects of the first eyepiece, in contrast to the prototype, a second observation channel is introduced containing a receiving unit, including a second lens and an image conversion system, light sensor The mounting pad of which is optically coupled to the image plane of the second lens, and the ocular unit connected to the receiving unit, including the second eyepiece and the plane of formation of the converted image of the receiving unit, optically coupled to the object plane of the second eyepiece, the receiving unit is located so that the object spaces of the first and second lenses do not coincide, the optical axes of the first and second eyepieces are made intersecting at an angle φ at a distance of 10-12 mm behind the exit pupil of the first eyepiece, and the angle φ is made satisfying the ratio arctan D / L <φ≤30 °, where D is the outer diameter of the first eyepiece, and L is the distance from the last lens of the first eyepiece to its exit pupil.
В ПНВ приемный блок расположен так, что оптические оси первого и второго объективов параллельны, а их пространства предметов противоположны.In the NVD, the receiving unit is located so that the optical axes of the first and second lenses are parallel, and their object spaces are opposite.
В ПНВ приемный блок выполнен с возможностью изменения угла между оптическими осями первого и второго объективов.In the NVD, the receiving unit is configured to change the angle between the optical axes of the first and second lenses.
В ПНВ система преобразования изображения выполнена в виде второго ЭОП, связь приемного и окулярного блоков выполнена в виде гибкого оптоволоконного жгута, один конец которого оптически сопряжен с экраном второго ЭОП, а второй - с плоскостью предметов второго окуляра.In the NVD, the image conversion system is made in the form of a second image intensifier tube, the connection between the receiving and ocular blocks is made in the form of a flexible fiber optic bundle, one end of which is optically coupled to the screen of the second image intensifier tube and the second to the plane of objects of the second eyepiece.
В ПНВ система преобразования изображения выполнена в виде матричного фотоприемного устройства с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения и блока управления, а в окулярный блок введен монитор, вход которого через блок управления электрически связан с выходом матричного фотоприемного устройства.In the NVD, the image conversion system is made in the form of a matrix photodetector with a maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum and the control unit, and a monitor is inserted into the eyepiece unit, the input of which through the control unit is electrically connected to the output of the matrix photodetector.
В ПНВ во вторую ветвь бинокулярного либо псевдобинокулярного первого канала наблюдения введен светофильтр с дихроичным покрытием не прозрачным для излучения в диапазоне длин волн свечения экрана первого ЭОП, расположенный в плоскости, перпендикулярной оптической оси второго окуляра второго канала наблюдения.In the NVD, a filter with a dichroic coating that is not transparent to radiation in the luminance wavelength range of the screen of the first image intensifier tube, located in a plane perpendicular to the optical axis of the second eyepiece of the second observation channel, is introduced into the second branch of the binocular or pseudobinocular first observation channel.
Сущность изобретения по второму варианту заключается в том, что в ПНВ, содержащем либо монокулярный либо бинокулярный, либо псевдобинокулярный первый канал наблюдения, включающий по меньшей мере один первый объектив, один первый окуляр, один ЭОП, фотокатод которого оптически сопряжен с плоскостью изображений первого объектива, а экран - с плоскостью предметов первого окуляра, одно первое плоское зеркало, установленное между первым окуляром и его выходным зрачком, и одно второе плоское зеркало, расположенное между первым объективом и ЭОП, в отличие от прототипа введен второй канал наблюдения, содержащий приемный блок, включающий второй объектив, блок управления и матричное фотоприемное устройство с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения, светочувствительная площадка которого оптически сопряжена с плоскостью изображений второго объектива, и окулярный блок, включающий второй окуляр и монитор, оптически сопряженный с предметной плоскостью второго окуляра, приемный блок расположен так, что пространства предметов первого и второго объективов не совпадают, оптические оси первого и второго окуляров выполнены пересекающимися под углом φ на расстоянии 10-12 мм за выходным зрачком второго окуляра, угол φ выполнен удовлетворяющим соотношению arctg d/l<φ≤30°, где d - наружный диаметр второго окуляра, l - расстояние от последней линзы второго окуляра до его выходного зрачка, угол α между первым плоским зеркалом и оптической осью первого окуляра выполнен равным 45°-φ/2, а вход монитора через блок управления электрически связан с выходом матричного фотоприемного устройства.The essence of the invention according to the second embodiment consists in the fact that in an NVD containing either a monocular or binocular or a pseudobinocular first observation channel including at least one first lens, one first eyepiece, one image intensifier tube, the photocathode of which is optically paired with the image plane of the first lens, and the screen - with the plane of objects of the first eyepiece, one first flat mirror installed between the first eyepiece and its exit pupil, and one second flat mirror located between the first lens and the image intensifier, in contrast to the prototype, a second observation channel was introduced, comprising a receiving unit, including a second lens, a control unit, and a photodetector array with a maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum, the photosensitive area of which is optically coupled to the image plane of the second lens, and an ocular unit including a second eyepiece and a monitor optically coupled to the object plane of the second eyepiece, the receiving unit is located so that the space of objects of the first and second lens do not coincide, the optical axes of the first and second eyepieces are made intersecting at an angle φ at a distance of 10-12 mm behind the exit pupil of the second eyepiece, the angle φ is made satisfying the ratio arctan d / l <φ≤30 °, where d is the outer diameter of the second eyepiece, l is the distance from the last lens of the second eyepiece to its exit pupil, the angle α between the first flat mirror and the optical axis of the first eyepiece is 45 ° -φ / 2, and the input of the monitor through the control unit is electrically connected to the output of the matrix photodetector.
В ПНВ по второму варианту приемный блок расположен так, что оптические оси первого и второго объективов параллельны, а их пространства предметов противоположны.In the NVD according to the second embodiment, the receiving unit is located so that the optical axes of the first and second lenses are parallel, and their object spaces are opposite.
В ПНВ по второму варианту приемный блок выполнен с возможностью изменения угла между оптическими осями первого и второго объективов.In the NVD according to the second embodiment, the receiving unit is configured to change the angle between the optical axes of the first and second lenses.
В ПНВ по второму варианту во вторую ветвь бинокулярного либо псевдобинокулярного первого канала наблюдения введен светофильтр с дихроичным покрытием, не прозрачным для излучения в диапазоне длин волн свечения экрана ЭОП, расположенный в плоскости, перпендикулярной оптической оси второго окуляра второго канала наблюдения.In the NVD according to the second variant, a light filter with a dichroic coating is introduced into the second branch of the binocular or pseudobinocular first observation channel, which is not transparent to radiation in the emission wavelength range of the image intensifier screen, located in a plane perpendicular to the optical axis of the second eyepiece of the second observation channel.
Сущность изобретения по третьему варианту заключается в том, что в ПНВ, содержащем либо монокулярный либо бинокулярный, либо псевдобинокулярный первый канал наблюдения, включающий по меньшей мере один первый объектив, один первый окуляр и одну систему преобразования изображения, выполненную в виде первого матричного фотоприемного устройства с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения, расположенного в плоскости изображений первого объектива, первого блока управления и первого монитора, экран которого оптически сопряжен с плоскостью предметов первого окуляра, в отличие от прототипа введен второй канал наблюдения, содержащий приемный блок, включающий второй объектив, второй блок управления и второе матричное фотоприемное устройство с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения, расположенное в плоскости изображений второго объектива, и окулярный блок, включающий второй окуляр и второй монитор, экран которого оптически сопряжен с предметной плоскостью второго окуляра, приемный блок расположен так, что пространства предметов первого и второго объективов не совпадают, оптические оси первого и второго окуляров выполнены пересекающимися под углом φ на расстоянии 10-12 мм за выходным зрачком первого окуляра, угол φ выполнен удовлетворяющим соотношению arctg D/L<φ≤30°, где D - наружный диаметр первого окуляра, a L - расстояние от последней линзы первого окуляра до его выходного зрачка, причем вход второго монитора, через второй блок управления электрически связан с выходом второго матричного фотоприемного устройства.The essence of the invention according to the third embodiment consists in the fact that in an NVD containing either a monocular or binocular or a pseudobinocular first observation channel, including at least one first lens, one first eyepiece and one image conversion system, made in the form of a first photodetector array device with the maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum located in the image plane of the first lens, the first control unit and the first monitor, whose screen is optically it is closely coupled to the plane of objects of the first eyepiece, in contrast to the prototype, a second observation channel is introduced, comprising a receiving unit including a second lens, a second control unit and a second photodetector array with a maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum located in the image plane of the second lens, and an ocular unit including a second eyepiece and a second monitor, the screen of which is optically paired with the object plane of the second eyepiece, the receiving unit is located so that the two objects of the first and second lenses do not coincide, the optical axes of the first and second eyepieces are made intersecting at an angle φ at a distance of 10-12 mm behind the exit pupil of the first eyepiece, the angle φ is made satisfying the ratio arctan D / L <φ≤30 °, where D is the outer diameter of the first eyepiece, a L is the distance from the last lens of the first eyepiece to its exit pupil, and the input of the second monitor, through the second control unit, is electrically connected to the output of the second matrix photodetector.
В ПНВ по третьему варианту приемный блок расположен так, что оптические оси первого и второго объективов параллельны, а их пространства предметов противоположны.In the NVD according to the third embodiment, the receiving unit is located so that the optical axes of the first and second lenses are parallel, and their object spaces are opposite.
В ПНВ по третьему варианту приемный блок выполнен с возможностью изменения угла между оптическими осями первого и второго объективов.In the NVD according to the third embodiment, the receiving unit is configured to change the angle between the optical axes of the first and second lenses.
В ПНВ по третьему варианту во вторую ветвь бинокулярного либо псевдобинокулярного первого канала наблюдения введен светофильтр с дихроичным покрытием, не прозрачным для излучения в диапазоне длин волн свечения экрана первого монитора, расположенный в плоскости, перпендикулярной оптической оси второго окуляра второго канала наблюдения.In the NVD according to the third embodiment, a light filter with a dichroic coating that is not transparent to radiation in the luminance wavelength range of the screen of the first monitor, located in the plane perpendicular to the optical axis of the second eyepiece of the second observation channel, is introduced into the second branch of the binocular or pseudobinocular first observation channel.
Сущность изобретения по четвертому варианту заключается в том, что в ПНВ, содержащем либо монокулярный либо бинокулярный, либо псевдобинокулярный первый канал наблюдения, включающий по меньшей мере один первый объектив, один первый окуляр и одну систему преобразования изображения, выполненную в виде первого матричного фотоприемного устройства с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения, расположенного в плоскости изображений первого объектива, первого блока управления и первого монитора, экран которого оптически сопряжен с плоскостью предметов первого окуляра, одно плоское зеркало, установленное между первым окуляром и его выходным зрачком, причем выход первого матричного фотоприемного устройства через первый блок управления электрически связан со входом первого монитора, в отличие от прототипа введен второй канал наблюдения, содержащий приемный блок, включающий второй объектив, второй блок управления и второе матричное фотоприемное устройство с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения, расположенное в плоскости изображений второго объектива, и окулярный блок, включающий второй окуляр и второй монитор, экран которого оптически сопряжен с предметной плоскостью второго окуляра, приемный блок расположен так, что пространства предметов первого и второго объективов не совпадают, оптические оси первого и второго окуляров выполнены пересекающимися под углом φ на расстоянии 10-12 мм за выходным зрачком второго окуляра, угол φ выполнен удовлетворяющим соотношению arctg d/l<φ≤30°, где d - наружный диаметр второго окуляра, l - расстояние от последней линзы второго окуляра до его выходного зрачка, а угол α между первым плоским зеркалом и оптической осью первого окуляра выполнен равным 45°-φ/2, причем вход второго монитора через второй блок управления электрически связан с выходом второго матричного фотоприемного устройства.The essence of the invention according to the fourth embodiment is that in the NVD, containing either a monocular or binocular or a pseudobinocular first observation channel, comprising at least one first lens, one first eyepiece and one image conversion system, made in the form of a first matrix photodetector device with the maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum located in the image plane of the first lens, the first control unit and the first monitor, the screen of which It is optically coupled to the plane of objects of the first eyepiece, one flat mirror mounted between the first eyepiece and its exit pupil, and the output of the first matrix photodetector through the first control unit is electrically connected to the input of the first monitor, in contrast to the prototype, a second observation channel containing a receiving unit is introduced including a second lens, a second control unit and a second matrix photodetector with a maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum, located in images of the second lens, and the ocular block, including the second eyepiece and the second monitor, the screen of which is optically paired with the object plane of the second eyepiece, the receiving block is located so that the spaces of objects of the first and second lenses do not coincide, the optical axes of the first and second eyepieces are made intersecting under angle φ at a distance of 10-12 mm behind the exit pupil of the second eyepiece, angle φ is made satisfying the ratio arctan d / l <φ≤30 °, where d is the outer diameter of the second eyepiece, l is the distance from the last lens s of the second eyepiece to its exit pupil, and the angle α between the first flat mirror and the optical axis of the first eyepiece is 45 ° -φ / 2, and the input of the second monitor through the second control unit is electrically connected to the output of the second matrix photodetector.
В ПНВ по четвертому варианту приемный блок расположен так, что оптические оси первого и второго объективов параллельны, а их пространства предметов противоположны.In the NVD in the fourth embodiment, the receiving unit is located so that the optical axes of the first and second lenses are parallel, and their object spaces are opposite.
В ПНВ по четвертому варианту приемный блок выполнен с возможностью изменения угла между оптическими осями первого и второго объективов.In the NVD in the fourth embodiment, the receiving unit is configured to change the angle between the optical axes of the first and second lenses.
В ПНВ по четвертому варианту во вторую ветвь бинокулярного либо псевдобинокулярного первого канала наблюдения введен светофильтр с дихроичным покрытием, не прозрачным для излучения в диапазоне длин волн свечения экрана первого монитора, расположенный в плоскости, перпендикулярной оптической оси второго окуляра второго канала наблюдения.In the NVD according to the fourth embodiment, a light filter with a dichroic coating is introduced into the second branch of the binocular or pseudobinocular first observation channel, which is not transparent to radiation in the luminance wavelength range of the screen of the first monitor, located in a plane perpendicular to the optical axis of the second eyepiece of the second observation channel.
Введение в ПНВ по первому варианту второго канала наблюдения, содержащего приемный блок, включающий второй объектив и систему преобразования изображения, светочувствительная площадка которой оптически сопряжена с плоскостью изображений второго объектива, и связанный с приемным блоком окулярный блок, включающий второй окуляр и плоскость формирования преобразованного изображения приемного блока, оптически сопряженную с предметной плоскостью второго окуляра, расположение приемного блока так, что пространства предметов первого и второго объективов не совпадают, выполнение оптических осей первого и второго окуляров, пересекающимися под углом φ на расстоянии 10-12 мм за выходным зрачком первого окуляра, позволяет совместить точку пересечения оптических осей первого и второго окуляров с центром вращения глазного яблока оператора и при наблюдении в первый канал получать информацию через второй канал за счет периферийного зрения оператора и при необходимости поворотом глазного яблока перейти на наблюдение через второй канал Выполнение угла φ, удовлетворяющим соотношению arctg D/L<φ, где D - наружный диаметр первого окуляра, а L - расстояние от последней линзы первого окуляра до его выходного зрачка, является конструктивным требованием, а выполнение угла φ≤30° - эргономическим требованием, так как поворот глазного яблока на угол больше 30° приводит к утомлению и усталости глаза. Таким образом перечисленные признаки обеспечивают решение поставленной задачи.An introduction to the NVD according to the first embodiment of a second observation channel comprising a receiving unit including a second lens and an image conversion system whose photosensitive area is optically coupled to the image plane of the second lens, and an ocular unit connected to the receiving unit, including a second eyepiece and a plane for generating the converted receiving image unit optically conjugated to the object plane of the second eyepiece, the location of the receiving unit so that the space of objects of the first and second of the lenses do not coincide, the optical axes of the first and second eyepieces intersecting at an angle φ at a distance of 10-12 mm behind the exit pupil of the first eyepiece allow you to combine the point of intersection of the optical axes of the first and second eyepieces with the center of rotation of the operator’s eyeball and when observed in the first channel to receive information through the second channel due to the peripheral vision of the operator and, if necessary, by turning the eyeball go to observation through the second channel arctan D / L <φ, where D is the outer diameter of the first eyepiece, and L is the distance from the last lens of the first eyepiece to its exit pupil, is a design requirement, and the execution of the angle φ≤30 ° is an ergonomic requirement, since the rotation of the eyeball an angle greater than 30 ° leads to fatigue and fatigue of the eye. Thus, the listed features provide a solution to the problem.
Расположение приемного блока так, что оптические оси первого и второго объективов параллельны, а их пространства предметов противоположны дополнительно к решению поставленной задачи позволяет оператору наблюдать пространство как впереди, так и позади него.The location of the receiving unit so that the optical axes of the first and second lenses are parallel, and their object spaces are opposite, in addition to solving the problem, allows the operator to observe the space both in front and behind him.
Выполнение приемного блока с возможностью изменения угла между оптическими осями первого и второго объективов дополнительно к решению поставленной задачи позволяет, по желанию оператора, изменять направление линии визирования второго канала.The implementation of the receiving unit with the ability to change the angle between the optical axes of the first and second lenses in addition to solving the problem allows, at the request of the operator, to change the direction of the line of sight of the second channel.
Выполнение системы преобразования изображения в виде второго ЭОП и выполнение связи приемного и окулярного блоков в виде гибкого оптоволоконного жгута, один конец которого оптически сопряжен с экраном второго ЭОП, а второй - с плоскостью предметов второго окуляра, дополнительно к решению поставленной задачи позволяет унифицировать первый и второй каналы наблюдения.The implementation of the image conversion system in the form of a second image intensifier tube and the communication of the receiving and ocular blocks in the form of a flexible fiber optic bundle, one end of which is optically coupled to the screen of the second image intensifier tube and the second to the plane of the objects of the second eyepiece, in addition to solving the problem, allows to unify the first and second surveillance channels.
Выполнение системы преобразования изображения в виде матричного фотоприемного устройства с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения и блока управления и введение в окулярный блок монитора, вход которого через блок управления электрически связан с выходом матричного фотоприемного устройства, дополнительно к решению поставленной задачи позволяет упростить и удешевить ПНВ.The implementation of the image conversion system in the form of a matrix photodetector with a maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum and the control unit and the introduction of an monitor into the eyepiece block, the input of which through the control unit is electrically connected to the output of the photodetector matrix, in addition to solving the problem poses, it is possible to simplify and cheapen NVD .
Введение во вторую ветвь бинокулярного либо псевдобинокулярного первого канала наблюдения светофильтра с дихроичным покрытием, не прозрачным для излучения в диапазоне длин волн свечения экрана ЭОП, и его расположение в плоскости, перпендикулярной оптической оси второго окуляра второго канала наблюдения, дополнительно к решению поставленной задачи позволяет наблюдать через второй канал местность невооруженным глазом, например, при внезапном внешнем освещении (свет фар, молния и т.п.)The introduction into the second branch of the binocular or pseudo-binocular first observation channel of a filter with a dichroic coating that is not transparent to radiation in the wavelength range of the image intensifier tube screen, and its location in the plane perpendicular to the optical axis of the second eyepiece of the second observation channel, allows to observe through the second channel terrain with the naked eye, for example, with sudden external lighting (headlights, lightning, etc.)
Введение в первый канал наблюдения ПНВ по второму варианту в отличие от ПНВ по первому варианту одного первого плоского зеркала, установленного между первым окуляром и его выходным зрачком, и одного второго плоского зеркала, расположенного между первым объективом и первым ЭОП, а также выполнение угла α между первым плоским зеркалом и оптической осью первого окуляра равным 45°-φ/2 дополнительно к решению поставленной задачи позволяет выполнить ПНП более плоским, что важно для приборов, закрепляемых на голове оператора.The introduction of the NVD in the first observation channel according to the second variant, in contrast to the NVD according to the first embodiment, one first plane mirror installed between the first eyepiece and its exit pupil, and one second plane mirror located between the first lens and the first image intensifier, and also the angle α between the first flat mirror and the optical axis of the first eyepiece equal to 45 ° -φ / 2, in addition to solving the problem, allows the PNP to be made flatter, which is important for devices attached to the operator’s head.
Выполнение системы преобразования изображения первого канала наблюдения в ПНВ по третьему и четвертому вариантам в отличие от ПНВ по первому варианту в виде первого матричного фотоприемного устройства с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения, расположенного в плоскости изображений первого объектива, и первого монитора, экран которого оптически сопряжен с плоскостью предметов первого окуляра, дополнительно к решению поставленной задачи позволяет упростить и удешевить ПНВ.The implementation of the image conversion system of the first observation channel in NVD according to the third and fourth options, in contrast to the NVD according to the first embodiment, in the form of a first matrix photodetector with a maximum sensitivity in the infrared region of the radiation spectrum located in the image plane of the first lens and the first monitor, whose screen is optically interfaced with the plane of the objects of the first eyepiece, in addition to solving the problem, it allows to simplify and reduce the cost of NVD.
Сущность изобретения поясняется схемами, приведенными на фиг.1-10. На фиг 1-4 изображены функциональные схемы примеров исполнения ПНВ по первому, второму, третьему и четвертому вариантам, на фиг.5-10 - схемы примеров размещения первого канала наблюдения и приемного блока второго канала наблюдения ПНВ относительно головы оператора.The invention is illustrated by the schemes shown in figure 1-10. Figure 1-4 shows the functional diagrams of examples of NVD performance in the first, second, third and fourth variants, Figures 5-10 are diagrams of examples of placement of the first observation channel and the receiving unit of the second NVD observation channel relative to the operator's head.
ПНВ содержит расположенный в корпусе 1 либо монокулярный (фиг.5 и 6) либо бинокулярный (фиг.7), либо псевдобинокулярный (фиг.9 и 10) первый канал 2, 3 и 4 наблюдения соответственно, включающий по меньшей мере один первый объектив 5, один первый окуляр 6 с выходным зрачком 7 и одну систему преобразования изображения, выполненную на фиг.1 и 2 в виде первого ЭОП 8, фотокатод которого оптически связан с плоскостью изображений первого объектива 5, а экран - с плоскостью предметов первого окуляра 6. На фиг.3 и 4 система преобразования изображения выполнена в виде первого матричного фотоприемного устройства 9 с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения, расположенного в плоскости изображений объектива 5, первого блока 10 управления и первого монитора 11, экран которого оптически сопряжен с плоскостью предметов первого окуляра 6. Выход первого матричного фотоприемного устройства 9 через блок 10 управления электрически связан со входом первого монитора 11. В примере исполнения, приведенном на фиг.7, ПНВ по первому и второму вариантам содержит вторую ветвь 12 первого бинокулярного канала 3 наблюдения, содержащую те же элементы, что и первая ветвь наблюдения. Первое матричное фотоприемное устройство 9 в ПНВ по третьему и четвертому вариантам может быть выполнено с максимумом чувствительности в диапазоне длин волн 0,9...1,1 мкм или либо в диапазоне длин волн, либо 3...5 мкм, либо 8...12 мкм, объектив 2 в этом случае выполнен из материала, прозрачного для указанного диапазона длин волн, соответственно либо 3...5 мкм либо - 8...12 мкм. В примере исполнения ПНВ по первому и второму вариантам на фиг.9 псевдобинокулярный канал 4 наблюдения дополнительно содержит бинокулярную систему 13, включающую дополнительный окуляр 14, призменный блок 15, склеенный из ромбической и прямоугольной призм со светоделителем 16 в месте склейки, первую отражающую поверхность 17, расположенную под углом к оптической оси первого окуляра 6 между ним и призменным блоком 15, дополнительный объектив 18, расположенный между первым ЭОП 8 и призменным блоком 15, и вторую отражающую поверхность 19, расположенную под углом к оптической оси первого объектива 5 между ним и первым ЭОП 8. Дополнительный объектив 18 формирует изображение экрана ЭОП 8 в плоскостях предметов первого и дополнительного окуляров 6 и 14. В примере исполнения ПНВ по второму варианту на фиг.2 первый канал 2, 3 или 4 наблюдения содержит по меньше мере одно первое плоское зеркало 20, установленное под углом α к оптической оси первого окуляра 6 между ним и его выходным зрачком 7, и одно второе плоское зеркало 21, расположенное между первым объективом 5 и первым ЭОП 8. В примере исполнения ПНВ по третьему и четвертому вариантам на фиг.10 псевдобинокулярный первый канал 4 наблюдения дополнительно содержит дополнительный окуляр 14 и дополнительный монитор 22, вход которого через второй выход первого блока 10 управления электрически связан с первым матричным фотоприемным устройством 9. В примере исполнения ПНВ по четвертому варианту на фиг.4 первый канал 2, 3 или 4 наблюдения содержит по меньше мере одно первое плоское зеркало 20, установленное под углом α к оптической оси первого окуляра 6 между ним и его выходным зрачком 7. ПНВ содержит второй канал 23 наблюдения, состоящий из приемного блока 24, включающего второй объектив 25 и систему преобразования изображения, светочувствительная площадка 26 которой оптически сопряжена с плоскостью изображений второго объектива 25, и связанного с приемным блоком 24 окулярного блока 27, включающего второй окуляр 28 с выходным зрачком 29 и плоскость 30 формирования преобразованного изображения приемного блока, оптически сопряженную с предметной плоскостью второго окуляра 28. В примере исполнения на фиг.1 система преобразования изображения выполнена в виде второго ЭОП 31, связь приемного и окулярного блоков 24 и 27 выполнена в виде гибкого оптоволоконного жгута 32, один конец которого оптически сопряжен с экраном второго ЭОП 31, а второй конец 30 - с плоскостью предметов второго окуляра 28. В примерах исполнения на фиг 2-4, 6, 8 и 10 система преобразования изображения выполнена в виде второго матричного фотоприемного устройства 33 с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра излучения и второго блока 34 управления, а в окулярный блок 27 введен второй монитор 35, вход которого через блок 34 управления электрически связан с выходом матричного фотоприемного устройства 33. Приемный блок 24 расположен так, что пространства предметов первого и второго объективов 5 и 25 не совпадают, на фиг.1-7 они противоположны и оптические оси объективов 5 и 25 параллельны. На фиг.8-10 приемный блок 24 выполнен с возможностью изменения угла между оптическими осями первого и второго объективов 5 и 25. Оптические оси первого и второго окуляров 6 и 28 пересекаются под углом φ на расстоянии 10-12 мм за выходным зрачком 7 первого окуляра 6 (фиг.1 и 3) или за выходным зрачком 29 второго окуляра 28 (фиг.2 и 4). В первом случае угол φ выполнен удовлетворяющим соотношению arctg D/L<φ≤30°, где D - наружный диаметр первого окуляра 6, а L - расстояние от последней линзы первого окуляра 6 до его выходного зрачка 7 Во втором случае угол φ выполнен удовлетворяющим соотношению arctg d/l<φ≤30°, где d - наружный диаметр второго окуляра 28, l - расстояние от последней линзы второго окуляра 28 до его выходного зрачка 29, а угол α между первым плоским зеркалом 20 и оптической осью первого окуляра 6 выполнен равным 45°-φ/2. В примере исполнения на фиг.2 и 8 во вторую ветвь 12 бинокулярного либо псевдобинокулярного первого канала 3 либо 4 введен светофильтр 36 с дихроичным покрытием 37, не прозрачным для излучения в диапазоне длин волн свечения экрана ЭОП 8, расположенный в плоскости, перпендикулярной оптической оси второго окуляра 28. В примере исполнения на фиг.4 и 8 дихроичное покрытие выполнено не прозрачным для излучения в диапазоне длин волн свечения экрана первого монитора 11. Окуляры 6 и 14 снабжены упругими наглазниками 38.The NVD comprises either a monocular (Fig. 5 and 6) or binocular (Fig. 7) or pseudobinocular (Fig. 9 and 10)
Работа ПНВ осуществляется следующим образом.The work of the NVD is as follows.
Предварительно ПНВ устанавливают (закрепляют) перед глазами наблюдателя таким образом, чтобы выходной зрачок 7 первого окуляра 6 совместился с глазом наблюдателя.Preliminarily, the night vision devices are installed (fixed) in front of the observer's eyes so that the
В общем случае излучение от объекта наблюдения по направлению, обозначенному одинарной стрелкой, фокусируется первым объективом 5 первого канала 2, 3 или 4 наблюдения на фотокатоде первого ЭОП 8 (фиг 1, 2, 5, 7 и 9) или на первом матричном фотоприемном устройстве 9 (фиг.3, 4 и 10). В первом случае усиленное по яркости изображение объекта формируется на экране первого ЭОП 8 и через первый и дополнительный окуляры 6 и 14 наблюдается оператором. Во втором случае электрические сигналы с выхода первого фотоприемного устройства 9 через блок 10 управления поступают на входы первого и дополнительного мониторов 11 и 22, на экранах которых формируются изображения объекта, и через первый и дополнительный окуляры 6 и 14 наблюдаются оператором. При повороте глазного яблока наблюдателя «вверх» (фиг.1 и 3) или «вниз)) (фиг.2 и 4) на угол φ линия визирования глаз совмещается с оптической осью второго окуляра 28 и наблюдатель видит через второй канал 23 наблюдения другое пространство предметов, например позади себя, или аккомодирует глаза на другой объект, например на приборную доску средства передвижения, которым он управляет, и видит ее через светофильтр 36. При этом излучение от заднего объекта наблюдения по направлению, обозначенному одинарной стрелкой с кружком, фокусируется вторым объективом 25 второго канала 24 наблюдения на светочувствительной площадке 26 второго ЭОП 31 (фиг.1) или второго матричного фотоприемного устройства 33 (фиг 2-4). В первом случае усиленное по яркости изображение объекта с экрана второго ЭОП 31 переносится гибким оптоволоконным жгутом 32 в плоскость 30 и через второй окуляр 28 наблюдается оператором. Во втором случае электрические сигналы с выхода второго фотоприемного устройства 33, через второй блок 34 управления поступают на вход второго монитора 35, на экране 30 которого формируется изображения объекта, и через второй окуляр 28 наблюдаются оператором. При наблюдении невооруженным глазом через светофильтр 36 (направление обозначено стрелкой с перекладиной на фиг.8) дихроичное покрытие 37 не пропускает отраженное глазом излучение от экрана первого ЭОП 8 или первого монитора 11, что обеспечивает маскировку оператора. То есть обеспечивается возможность поочередного, по желанию оператора, наблюдения либо усиленных по яркости изображений объектов впереди через первый канал 2, 3 или 4, сзади через второй канал 23 наблюдения, либо самих объектов через светофильтр 36. При этом оператор при наблюдении через любой канал благодаря периферийному зрению глаза не пропустит изменение изображения в другом канале и вовремя повернет взгляд в нужном направлении.In the General case, the radiation from the object of observation in the direction indicated by a single arrow is focused by the
В примере исполнения на фиг.2 первое и второе плоские зеркала 20 и 21 обеспечивают получение прямого изображения объектов и более плоскую конструкцию ПНВ.In the embodiment of FIG. 2, the first and second planar mirrors 20 and 21 provide a direct image of objects and a flatter NVD structure.
В примере исполнения на фиг.7 бинокулярный первый канал 3 обеспечивает получение стереоскопического изображения объектов.In the embodiment of FIG. 7, the binocular
В примере исполнения на фиг.9 бинокулярная система 13 псевдобинокулярного первого канала 4 позволяет наблюдать экран первого ЭОП 8 двумя глазами через первый и дополнительный окуляры 6 и 14.In the embodiment of FIG. 9, the
В примере исполнения на фиг 10 дополнительные монитор 22 и окуляр 14 псевдобинокулярного первого канала 4 позволяют наблюдать двумя глазами изображение объектов, сформированное первым объективом 5, на первом матричном фотоприемном устройстве 9.In the embodiment of FIG. 10, the
В случае выполнения первых и (или) вторых матричных фотоприемных устройств 9 и (или) 33 с максимумом чувствительности в диапазоне длин волн 0,9...1,1 мкм оператор наблюдает через первый и (или) второй окуляры 6 и (или) 28 телевизионные изображения объектов.In the case of the first and (or) second
В случае выполнения первых и (или) вторых матричных фотоприемных устройств 9 и (или) 33 с максимумом чувствительности в диапазоне длин волн 3...5 мкм либо 8...12 мкм оператор наблюдает через первый и (или) второй окуляры 6 и (или) 28 тепловизионные изображения объектов.In the case of the first and (or)
Источники информацииInformation sources
1. Каталог. Оптические устройства и приборы. Белорусское оптико-механическое объединение. Минск, 2006.1. Catalog. Optical devices and instruments. Belarusian Optical and Mechanical Association. Minsk, 2006.
2. Патент РБ №6964, G02B 23/04, 23/12, 2004.2. Patent RB No. 6964,
3. Патент РФ Na 2279110, G02B 23/12, 2006.3. RF patent Na 2279110,
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007116045/28A RU2339984C1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | Night vision device (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007116045/28A RU2339984C1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | Night vision device (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2339984C1 true RU2339984C1 (en) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007116045/28A RU2339984C1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | Night vision device (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2339984C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108121075A (en) * | 2018-01-29 | 2018-06-05 | 浙江红谱科技有限公司 | A kind of wear-type visualization device |
-
2007
- 2007-04-28 RU RU2007116045/28A patent/RU2339984C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108121075A (en) * | 2018-01-29 | 2018-06-05 | 浙江红谱科技有限公司 | A kind of wear-type visualization device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1318528C (en) | Compact see-through night vision goggles | |
| US6075644A (en) | Panoramic night vision goggles | |
| WO1998028641A9 (en) | Panoramic night vision goggles | |
| CN1637459A (en) | Wearable color display system | |
| US20080143639A1 (en) | Helmet-mounted display system with interchangeable optical modules | |
| EP0233214B1 (en) | Image intensifier binocular | |
| CN214010110U (en) | All-weather universal sighting telescope device | |
| US6639706B2 (en) | Optical path switch and method of using thereof | |
| JPS6349203B2 (en) | ||
| US5502455A (en) | Method and appartus for producing a symbology display into a night vision system | |
| JP2011524699A (en) | Optical devices with multiple operating modes | |
| US5629807A (en) | Helmet mounted image intensifier | |
| US20130128004A1 (en) | Modular Night-Vision System with Fused Optical Sensors | |
| RU2339984C1 (en) | Night vision device (versions) | |
| US10146063B2 (en) | Focal length extender for telescopic imaging systems | |
| US5617257A (en) | Variable focus adapter | |
| WO2019223090A1 (en) | Intelligent mixed reality telescope | |
| RU2279110C1 (en) | Night vision goggles | |
| US5561557A (en) | Night vision binoculars with electronic imaging | |
| RU2711628C1 (en) | Night vision goggles | |
| CA2809270C (en) | Indicator systems in night vision devices | |
| CA1166049A (en) | Binoculars | |
| RU2335791C1 (en) | Observation sensor (versions) | |
| EP0890259A1 (en) | Real-time, multiple path video imaging system | |
| JP2011145578A (en) | Head mounted display device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100429 |