Оптико-электронный прибор визуализации изображений

 

Использование: в технике оптико - электронных приборов визуализации изображений для наблюдения как днем, так и ночью, а также для вождения легких моторных и парусных судов. Сущность: комбинированный прибор включает дневную и ночную ветви. Основная часть прибора закрепляется на плече оператора, а окулярная часть сопрягается с глазом оператора. При этом обеспечивается синхронность поворота объектива прибора с головой оператора. Руки оператора при этом остаются свободными. Достигается это тем, что в оптико-электронный прибор, содержащий последовательно установленные на оптической оси зеркально-линзовый объектив 20, состоящий из защитного стекла 15, зеркала Манжена 19, плоского контротражателя 16, ЭОП 9 и окулярную часть 4, помещенные в корпус, включены механизм синхронного поворота 21, кинематически связанный с головой оператора и соединенный через стержень подпружиненного шарнира 22 с шаровой пятой 24, жестко закрепленной на плече оператора, окулярная часть 4 выполнена в виде последовательно установленных на оптической оси двухкомпонентной оборачивающей системы 5, окуляра 2, сопряженного с глазом оператора и наклонного зеркала 1, причем оправа окулярной части 4 со стороны окуляра выполнена телескопической и жестко связана с головой оператора, в нерабочей центральной части контротражателя 16 выполнено отверстие, в котором установлен на оптической оси прибора линзовый объектив 17, оптически сопряженный через последовательно установленные на его выходе второе плоское зеркало 18, первый компонент второй оборачивающей системы 14, третье плоское зеркало 12 и наклонное дихроичное зеркало 7, второй компонент 8 первой и второй оборачивающих систем с окуляром 2 окулярной части 4. 1 ил.

Изобретение относится к технике оптико-электронных приборов визуализации изображений и предназначено для наблюдения как днем, так и ночью. Может использоваться лесниками, егерями, охотниками, горноспасателями, для вождения легких моторных и парусных судов и т.д.

Известны различные приборы ночного видения, которые позволяют вести наблюдение и оставляют руки оператора свободными. Например, очки ночного видения BIG-2. NOVA, NVG-1, AN/PVS-7B и др. (Armada International, vol 14, 1990, N 3, р.6-24), которые крепятся на шлеме оператора. Однако эти приборы работают только ночью и имеют ограниченную дальность действия. Голографические очки HNV-1 (Орлов В.А. Петров В.И. Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости. М. Воениздат, 1989, с.92.94, рис.44)допускают работу и днем, но также имеют низкую дальность действия.

Приборы ночного наблюдения типа G2-3A, G2-4, NOO-П и др. имеют существенно более высокую дальность действия, но ограниченное поле зрения и должны либо удерживаться руками (G2-3A, G2-4), либо стоять на треноге (NOO-П). Все эти приборы не работают в дневное время суток. Таким образом, известные современные приборы визуализации изображений не позволяют реализовать повышенную дальность действия в сочетании с большим углом обзора, и, оставляя руки оператора свободными.

За прототип принят известный прибор визуализации изображений (Орлов В.А. Петров В. И. Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости. М. Воениздат, 1989, с. 68, рис.27). Он содержит последовательно установленные на оптической оси зеркально-линзовый объектив, состоящий из последовательно установленных по ходу луча защитного стекла, зеркала Манжета, плоского контротражателя и линзового компенсатора полевых аберраций, ЭОП и окулярную часть. За счет более высокого качества изображения, создаваемого зеркально-линзовым объективом по сравнению с линзовым, дальность действия такого прибора несколько выше, чем у приборов-аналогов. Все остальные недостатки такие же, как и у приборов-аналогов.

Техническим результатом изобретения является увеличение дальности действия, поля обзора, расширение диапазона рабочей освещенности (ночная и дневная) при освобождении рук оператора.

Технический результат достигается тем, что в оптико-электронный прибор визуализации изображений, содержащий размещенные в корпусе последовательно установленные на оптической оси зеркально-линзовый объектив, состоящий из последовательно установленных по ходу луча защитного стекла, зеркала Манжета, плоского контротражателя и линзового компенсатора полевых аббеppаций, электронно-оптически преобразователь и размещенную в оправе окулярную часть, введены соединенный с поверхностью корпуса механизм синхронного поворота, связанный со стержнем подпружиненного шарнира, сфера которого кинематически соединена с шаровой пятой, причем окулярная часть выполнена в виде последовательно установленных на оптической оси двухкомпонентной оборачивающей системы, второй компонент которой оптически сопряжен с окуляром, оптически сопряженным с первым наклонным дихроичным зеркалом, а также введены последовательно установленные первое плоское зеркало, оборачивающая система, второе плоское зеркало и второе наклонное дихроичное зеркало, установленное между первым и вторым компонентами двухкомпонентной оборачивающей системы, а также линзовый объектив, оптически сопряженный через первое плоское зеркало с оборачивающей системой и установленный в отверстии, выполненном в нерабочей центральной части контротражателя, причем оправа окулярной части со стороны окуляра выполнена телескопической, а механизм синхронного поворота кинематически соединен с оправой окулярной части.

Схема предлагаемого прибора представлена на чертеже, где приняты следующие обозначения: 1 дихроичное зеркало, 2 окуляр, 3 оправа окуляра, 4 окулярная часть, 5 двухкомпонентная оборачивающая система, 6, 8 второй и первый ее компоненты, 7 второе наклонное дихроичное зеркало, 9 ЭОП электронно-оптический преобразователь, 10 линзовый компенсатор полевых аббеppаций, 11 тяга механическая, 12 второе плоское зеркало, 13 корпус, 14 первый компонент второй оборачивающей системы, 15 защитное стекло, 16 плоский контротражатель, 17 линзовый объектив, 18 первое плоское зеркало, 19 зеркало Манжета, 20 зеркально-линзовый объектив, 21 механизм синхронного поворота, 22 подпружиненный шарнир, 23 сфера, 24 шаровая пята.

Прибор работает следующим образом. Излучение, определяемое уровнем естественно ночной освещенности, отражается от объекта наблюдения и окружающего его фона и поступает в объектив 20. Последний формирует изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 9, который преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости. Изображение наблюдается оператором через окулярную часть 4. Дневное изображение с однократным увеличением может наблюдаться через дихроичное зеркало 1. При необходимости может наблюдаться дневное изображение с большим увеличением (например 6. 8 крат). Это изображение формируется объективом 17, оборачивается компонентами 14 и 6 и посредством зеркал 18, 12 и 7 поступает в окуляр 2. ЭОП при этом может отключаться. Для обозрения пространства в широком угле оператору достаточно поворачивать голову, поднимать или наклонять ее. При этом корпус прибора будет поворачиваться в шарнире, следуя за головой оператора. Механизм синхронного поворота 21 будет отрабатывать горизонтальные углы. А выполнение оправы окулярной части 4 телескопической, в месте, где излучение представляет собой параллельный поток лучей, позволяет учесть изменение расстояния от опоры до глаза при поворотах головы. Руки при этом остаются свободными. Охотник, например, обнаружив дичь с помощью прибора, может произвести выстрел, используя прицел ружья, закрыв при этом левый глаз. Поскольку грузоподъемность плеча выше, чем у головы, то это позволяет использовать в приборе по сравнению с прототипом объектив с большим в 1,5.2 раза фокусным расстоянием при этой же светосиле. Это дает возможность увеличить дальность действия не менее чем в 1,3.1,5 раза.

Дальность действия в дневных условиях увеличится за счет наличия канала с линзовым объективом. Например, при увеличении дневного канала 7^х дальность увеличится не менее чем в 3,5 раза по сравнению с 1-кратным увеличением.

Формула изобретения

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащий размещенные в корпусе последовательно установленные из оптической оси зеркально-линзовый объектив, состоящий из последовательно установленных по ходу луча защитного стекла, зеркала Манжена, плоского контротражателя и линзового компенсатора полевых аберраций, электронно-оптический преобразователь и размещенную в оправе окулярную часть, отличающийся тем, что в него введены соединенный с поверхностью корпуса механизм синхронного поворота, связанный со стержнем подпружиненного шарнира, сфера которого кинематически соединена с шаровой пятой, причем окулярная часть выполнена в виде последовательно установленных на оптической оси двухкомпонентной оборачивающей системы, второй компонент которой оптически сопряжен с окуляром, оптически сопряженным с первым наклонным дихроичным зеркалом, а также введены последовательно установленные первое плоское зеркало, оборачивающая система, второе плоское зеркало и второе наклонное дихроичное зеркало, установленное между первым и вторым компонентами двухкомпонентной оборачивающей системы, а также линзовый объектив, оптически сопряженный через первое плоское зеркало с оборачивающей системой и установленный в отверстии, выполненном в нерабочей центральной части контротражателя, причем оправа окулярной части со стороны окуляра выполнена телескопической, а механизм синхронного поворота кинематически соединен с оправой окулярной части.

РИСУНКИ

Рисунок 1