Очки ночного видения



Очки ночного видения
Очки ночного видения
Очки ночного видения
Очки ночного видения
Очки ночного видения
Очки ночного видения
Очки ночного видения
Очки ночного видения

Владельцы патента RU 2711628:

Публичное Акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" (ПАО РОМЗ) (RU)

Очки содержат две ветви наблюдения для телевизионного и тепловизионного диапазонов, каждая из которых включает блок управления, окуляр и микродисплей, расположенный в его предметной плоскости, а так же защитное стекло и прямоугольную призму с отражающими гранями, за каждой из которых установлены объектив и система преобразования изображения телевизионной и тепловизионной ветвей соответственно. Оптические оси объективов параллельны друг другу и расположены над микродисплеями в горизонтальной плоскости перпендикулярно оптическим осям окуляров. Элементы питания расположены между микродисплеями, а блок управления встроен в системы преобразования изображения. Выполняются соотношения X=(1,0÷2,0)⋅Hоб.макс., где Y - расстояние между оптическими осями окуляров и объективов в вертикальной плоскости; Hмд - размер микродисплея в вертикальной плоскости; Hоб.макс. - максимальный диаметр объектива телевизионной или тепловизионной ветвей наблюдения; X - расстояние между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения в горизонтальной плоскости. Технический результат - упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров в вертикальном и горизонтальном направлениях, а также уменьшение расстояния между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в качестве прибора наблюдения днем и ночью в самых разнообразных условиях эксплуатации, для поиска пострадавших в результате промышленных и природных катастроф в условиях ограниченной видимости, для контроля за перемещением транспорта и людей, для служб охраны различных объектов, определения мест возможных возгораний, для прицеливания и стрельбы из укрытия в любое время суток и т.д.

Известны псевдобинокулярные очки ночного видения, обеспечивающие возможность наблюдения объектов по их отраженному и собственному тепловому излучению (патент RU 2242777 С1, опубл. 20.12.2004), содержащие входной объектив, электронно-оптический преобразователь и псевдобинокулярную систему, включающую лупу и прямоугольную призму, сопрягающую две идентичные оптические ветви на ее выходе. Также содержится дополнительная лупа, индикатор и съемный модуль матричного фотоприемного устройства с инфракрасным объективом на входе, выход которого подключен ко входу индикатора. Прямоугольная призма установлена с возможностью поворота на 90° относительно оптической оси псевдобинокулярной системы.

Недостатком этих очков ночного видения является невозможность одновременного наблюдения объектов в комбинированном режиме, совмещающем тепловизионное и электронно-оптическое изображения, а также значительный габаритный размер по оси визирования, обусловленный последовательным расположением компонентов ночных очков, чем затрудняется их использование в отсеках управления боевых машин при вождении и при пешем передвижении по лесистой местности.

Наиболее близкими по технической сущности являются очки ночного видения (варианты), содержащие две ветви наблюдения, каждая из которых включает объектив, матричное фотоприемное устройство с максимумом чувствительности в инфракрасной области спектра, блок управления, монитор, окуляр и плоское зеркало, установленное под углом к оси окуляра между ним и его выходным зрачком (патент RU 2279110 С1, опубл. 27.06.2006). В одном из вариантов очков ночного видения матричное фотоприемное устройство выполнено в одной ветви наблюдения с максимумом чувствительности в диапазоне длин волн 0,9…1,1 мкм, а в другой ветви - либо в диапазоне длин волн 3…5 мкм, либо 8…12 мкм, а объективы этих ветвей наблюдения выполнены из материала, прозрачного для диапазона длин волн соответственно либо 3…5 мкм, либо 8…12 мкм. Здесь обеспечивается возможность одновременного наблюдения изображения слабо освещенной местности и тепловизионного изображения замаскированных на местности людей или теплокровных животных, что особенно важно для разведчиков и охотников.

Недостатком этих очков ночного видения является сложность конструктивного исполнения, а также большие габаритные размеры, обусловленные последовательным расположением компонентов как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Так, в вертикальном направлении в каждом из каналов располагается призма, окуляр и экран, а над ними располагаются каналы преобразования изображения в вариантах (телевизионный, тепловизионный, электронно-оптический), содержащие зеркальные элементы и фотоприемные устройства. Соответственно в горизонтальном направлении последовательно вдоль оси визирования расположены объективы каналов и фотоприемные устройства, либо преломляющие (отражающие) элементы. Отметим, что объективы здесь показаны весьма условно в виде схематического изображения двух склеенных линз, на практике это сложные многолинзовые системы с протяженным размером по оптической оси, к которому добавляется рабочий отрезок и размер фотоприемника, либо расстояние до преломляющего (отражающего) элемента и его размер. Как следствие, размеры очков ночного видения возрастают еще и в вертикальном направлении. Также недостатком является значительное расстояние между входными оптическими осями телевизионного и тепловизионного каналов преобразования изображения, практически равное базе глаз наблюдателя (~64÷65 мм), так как каждый из каналов располагается над одним из окуляров. Это не позволяет эффективно использовать режим одновременного (комплексированного) наблюдения телевизионного и тепловизионного изображений, так как при этом безусловно присутствует двоение изображения на всех дистанциях, отличных от дистанции заводской юстировки, на которой осуществляется сведение осей каналов («Практика конструктора оптико-электронной техники и техники ночного видения», Медведев А.В., Гринкевич А.В., Князева С.Н., ОАО «Ростовский оптико-механический завод», 2013 г., глава 1.2.2). Также здесь не учтены габаритные размеры элементов питания, занимающих значительный объем пространства при компоновке.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструктивного исполнения, уменьшение габаритных размеров в вертикальном и в горизонтальном направлениях с учетом встраиваемых элементов питания, а также уменьшение расстояния между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в очках ночного видения, содержащих две ветви наблюдения для разных спектральных диапазонов - телевизионного и тепловизионного, каждая из которых включает объектив и систему преобразования изображения, блок управления, окуляр и микродисплей, расположенный в предметной плоскости окуляра, в отличие от известного, содержатся защитное стекло и прямоугольная призма с отражающими гранями, за каждой из которых последовательно установлены объектив и система преобразования изображения телевизионной и тепловизионной ветвей наблюдения соответственно, причем микродисплей, окуляр, выходной зрачок окуляра и глаз наблюдателя каждой ветви расположены на одной оптической оси, а оптические оси объективов телевизионной и тепловизионной ветвей параллельны друг другу и расположены над микродисплеями в горизонтальной плоскости перпендикулярно оптической оси окуляров, элементы питания расположены между микродисплеями, а блок управления встроен в системы преобразования изображения, при этом выполняются следующие соотношения:

где: Y - расстояние между оптическими осями окуляров и объективов в вертикальной плоскости;

Нм.д. - размер микродисплея в вертикальной плоскости;

Ноб.макс. - максимальный диаметр объектива телевизионной или тепловизионной ветвей наблюдения;

X - расстояние между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения в горизонтальной плоскости.

Такие очки ночного видения обеспечивают упрощение конструктивного исполнения, уменьшение габаритных размеров в вертикальном и в горизонтальном направлениях с учетом встраиваемых элементов питания, а также уменьшение расстояния между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения.

Компоновочная схема очков ночного видения показана на фигуре 1, размещение очков ночного видения на голове наблюдателя показано на фигуре 2.

Очки ночного видения содержат два микродисплея 1 и 4, два окуляра 2 и 3, телевизионную систему преобразования изображения, состоящую их телевизионного фотоприемного устройства 5 и телевизионного объектива 6, общее защитное стекло 7, прямоугольную призму 8 с отражающими гранями, тепловизионную систему преобразования изображения, состоящую их тепловизионного объектива 9 и тепловизионного фотоприемного устройства 10, элементов питания 11 и 12. На фиг. 1 также показаны входные оптические оси «I» и «II» телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения соответственно.

На фигуре 2 показано расположение очков ночного видения на голове наблюдателя 13, а также показаны входные оптические оси «I» и «II» телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения.

Принцип действия очков ночного видения заключается в следующем.

Предварительно очки устанавливают (закрепляют) перед глазами наблюдателя таким образом, чтобы выходные зрачки окуляров 2 и 3 совместились с глазами наблюдателя 13. После включения электропитания очков осевым перемещением микродисплеев 1 и 4 (или осевым перемещением окуляров 2 и 3) в каждой из ветвей наблюдения вводят диоптрийную поправку под индивидуальные особенности каждого глаза наблюдателя 13 до резкого изображения экранов микродисплеев 1 и 4. Диаметры выходных зрачков окуляров 2 и 3 рассчитываются с увеличенным размером, чтобы компенсировать разную величину межзрачкового расстояния для разных наблюдателей 13.

Оптические оси объективов 6 и 9 телевизионной и тепловизионной ветвей соответственно устанавливаются параллельно друг другу и располагаются в горизонтальной плоскости перпендикулярно оптической оси окуляров 2 и 3, при этом выполняется следующее соотношение:

где: Y - расстояние между оптическими осями окуляров 2, 3 и объективов 6 и 9 в вертикальной плоскости;

Hм.д. - размер микродисплея 1 или 4 в вертикальной плоскости;

Hоб.макс. - максимальный диаметр объектива телевизионной 6 или тепловизионной 9 ветвей наблюдения.

Выполнение этого соотношения позволяет минимизировать вертикальный габаритный размер очков ночного видения, а расположение объективов 6 и 9 ветвей наблюдения над микродисплеями 1 и 4 совместно с расположением элементов питания 11 и 12 между микродисплеями 1 и 4 минимизирует горизонтальный габаритный размер.

Излучение от объекта наблюдения по направлению «I» проходит через защитное стекло 7 и отражается от одной из граней прямоугольной призмы 8, фокусируясь телевизионным объективом 6 на телевизионном фотоприемном устройстве 5. Блок управления, встроенный в телевизионное фотоприемное устройство 5, устраняет искажение (зеркальный поворот изображения), вносимое гранью прямоугольной призмы 8. Излучение от объекта наблюдения по направлению «II» проходит через защитное стекло 7 и отражается от другой грани прямоугольной призмы 8, фокусируясь тепловизионным объективом 9 на тепловизионном фотоприемном устройстве 10. Блок управления, встроенный в тепловизионное фотоприемное устройство 10, устраняет искажение (зеркальный поворот изображения), вносимое гранью прямоугольной призмы 8. На экранах микродисплеев 1 и 4 формируются изображения объектов с учетом их «переворачивания» на гранях призмы 8 соответственно, при этом выполняется следующее соотношение:

X=(1,0÷2,0)⋅Hоб.макс.,

где: X - расстояние между входными оптическими осями «I» и «II» телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения в горизонтальной плоскости;

Ноб.макс. - максимальный диаметр объектива телевизионной 6 или тепловизионной 9 ветвей наблюдения.

Выполнение этого соотношения позволяет уменьшить расстояние между входными оптическими осями «I» и «II» телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения, что, в свою очередь, позволяет более эффективно использовать режим одновременного (комплексированного) наблюдения телевизионного и тепловизионного изображений на каждом из микродисплеев 1 и 4, так как при этом пропорционально уменьшается эффект двоения изображения на всех дистанциях, отличных от дистанции, на которой осуществляется сведение осей «I» и «II».

Принимая размер микродисплея 1 или 4 в вертикальной плоскости Нм.д.=16 мм (для типа микродисплея МДО 02), максимальный диаметр объектива телевизионной 6 или тепловизионной 9 ветвей наблюдения Ноб.макс.=15 мм, получаем расчетное значение минимально возможного расстояния «Y» между оптическими осями окуляров 2, 3 и объективов 6 и 9 в вертикальной плоскости составит 15,5÷31 мм, что в ~ 2 раза уменьшает вертикальный габаритный размер очков ночного видения.

Минимально возможное расстояние «X» между входными оптическими осями «I» и «II» в горизонтальной плоскости составит 15÷30 мм, что значительно меньше существующего (64÷65 мм) и в ~ 2 раза уменьшает эффект двоения изображения при использовании режима одновременного (комплексированного) наблюдения телевизионного и тепловизионного изображений на каждом из микродисплеев 1 и 4.

Таким образом, в заявляемых очках ночного видения упрощено конструктивного исполнения за счет уменьшения числа зеркально-призменных элементов до одного (используется одна прямоугольная призма с зеркальными гранями), уменьшены габаритные размеры в вертикальном и в горизонтальном направлениях за счет измененного расположения оптических компонентов с учетом встраиваемых элементов питания, а также уменьшено расстояние между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения за счет использования близко расположенных зеркальных граней прямоугольной призмы на входе излучения в объективы телевизионной и тепловизионной ветвей.

Очки ночного видения, содержащие две ветви наблюдения для разных спектральных диапазонов - телевизионного и тепловизионного, каждая из которых включает объектив и систему преобразования изображения, блок управления, окуляр и микродисплей, расположенный в предметной плоскости окуляра, отличающиеся тем, что содержат защитное стекло и прямоугольную призму с отражающими гранями, за каждой из которых последовательно установлены объектив и система преобразования изображения телевизионной и тепловизионной ветвей наблюдения соответственно, причем микродисплей, окуляр, выходной зрачок окуляра и глаз наблюдателя каждой ветви расположены на одной оптической оси, а оптические оси объективов телевизионной и тепловизионной ветвей параллельны друг другу и расположены над микродисплеями в горизонтальной плоскости перпендикулярно оптической оси окуляров, элементы питания расположены между микродисплеями, а блок управления встроен в системы преобразования изображения, при этом выполняются следующие соотношения:

где Y - расстояние между оптическими осями окуляров и объективов в вертикальной плоскости;

Hмд - размер микродисплея в вертикальной плоскости;

Hоб.макс. - максимальный диаметр объектива телевизионной или тепловизионной ветвей наблюдения;

X - расстояние между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения в горизонтальной плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат – обеспечение обратной совместимости SDR и HDR посредством комбинирования декодированных компонент яркости и цветности.

Изобретение относится к панорамному компьютерному наблюдению, которое выполняется цветной телевизионной камерой кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е.

Изобретение относится к телевизионной технике и ориентировано на использование в телевизионных камерах, выполненных на базе однокристального «кольцевого» телевизионного сенсора по технологии комплементарных структур «металл-окисел-полупроводник» (КМОП).

Изобретение относится к телевизионной технике и ориентировано на использование в телевизионных камерах, выполненных на базе однокристального «кольцевого» телевизионного сенсора по технологии комплементарных структур «металл-окисел-полупроводник» (КМОП).

Изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется компьютерной системой при помощи телевизионной камеры, обеспечивающей круговой обзор в различных шаровых слоях окружающей сферической области пространства.

Изобретение относится к инфракрасной волоконно-оптической системе, предназначенной для контроля температуры и диагностики комплектующих узлов ветрогенератора (подшипников и обмоток электродвигателей), которые работают в температурном интервале от +300 до -20°С.

Использование: для настройки магнитооптической системы протонографического комплекса. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют пропускание пучка протонов через объектную плоскость магнитооптической системы, включающей магнитные линзы и коллиматор, с последующим получением с помощью системы регистрации изображений тест-объекта, помещенного в объектную плоскость, меняя величину тока магнитных линз для определения оптимального значения, при котором магнитная индукция магнитооптической системы согласована с энергией пучка протонов, при этом в качестве тест-объекта используют пластину, толщина которой выбрана из условия обеспечения потери энергии протонов при прохождении через нее, не превышающей разброс энергии протонов в падающем пучке, при этом пластину выполняют либо сплошной и ориентируют так, чтобы пучок проходил через ее грань, либо с одной или несколькими прямоугольными прорезями и ориентируют так, чтобы пучок проходил через прорези, изменение величины тока линз производят с шагом, соответствующим требуемой точности настройки магнитооптической системы, выбор оптимального значения тока магнитных линз осуществляют по профилям интенсивности протонного пучка, которые строят по полученным изображениям тест-объекта в направлении, перпендикулярном грани или прорезям, в том случае если на грани или границах прорезей отсутствует всплеск интенсивности, то плоскость фокусировки магнитооптической системы совпадает с объектной плоскостью, а величина тока магнитных линз, при которой было получено изображение, является оптимальной.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в качестве аппаратно-программного комплекса автоматического получения и обработки изображений с субматричным фотоприемным устройством для повышения качества формируемого изображения из RAW изображения в цифровую форму, полностью адаптированную для дальнейшей обработки изображения, в т.ч.

Изобретение относится к панорамному телевизионному сканированию, которое осуществляется компьютерной системой при помощи телевизионной камеры в области, близкой к полусфере, т.е.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат – обеспечение обратной совместимости изображений с SDR.

Изобретение относится к инфракрасной волоконно-оптической системе, предназначенной для контроля температуры и диагностики комплектующих узлов ветрогенератора (подшипников и обмоток электродвигателей), которые работают в температурном интервале от +300 до -20°С.

Изобретение относится к инфракрасной волоконно-оптической системе, предназначенной для контроля температуры и диагностики комплектующих узлов ветрогенератора (подшипников и обмоток электродвигателей), которые работают в температурном интервале от +300 до -20°С.

Изобретение относится к способу обнаружения паразитных пикселей в матрице пикселей устройства захвата изображений, чувствительной к инфракрасному излучению. Технический результат заключается в эффективном обнаружении плохих пикселей.

Изобретение относится к способу обнаружения паразитных пикселей в матрице пикселей устройства захвата изображений, чувствительной к инфракрасному излучению. Технический результат заключается в эффективном обнаружении плохих пикселей.

Прибор может быть применен в системе управления огнем объектов бронетанковой техники. Прибор содержит два вертикально расположенных прицельно-наблюдательных канала, в один из которых встроен приемный канал лазерного дальномера, с их головными частями, одна из которых содержит призму-куб, и излучающий канал лазерного дальномера.

Прибор может быть применен в системе управления огнем объектов бронетанковой техники. Прибор содержит два вертикально расположенных прицельно-наблюдательных канала, в один из которых встроен приемный канал лазерного дальномера, с их головными частями, одна из которых содержит призму-куб, и излучающий канал лазерного дальномера.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта. Система содержит маркер, прикрепленный к телу субъекта и/или одежде субъекта и сконфигурированный с возможностью отражения или испускания света, причем упомянутый маркер содержит машиночитаемую информацию; осветительное устройство для освещения субъекта светом; регистрирующее устройство для приема света, отраженного от субъекта в первой и второй фазе; блок обработки данных для обнаружения местонахождения области интереса в первой фазе с возможностью обнаружения упомянутого маркера в свете и без помощи маркера; блок управления для управления упомянутым осветительным устройством; блок анализа для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии.

Изобретение относится к области оптического наблюдения в условиях недостаточной освещенности. Система инфракрасного ночного видения включает источник света видимого диапазона, головной блок управления, блок переключения источника света видимого диапазона в инфракрасный диапазон, камеру ночного видения, светоотражающий экран и средство вывода графической информации на светоотражающий экран.

Изобретение относится к телевизионной технике и ориентировано на использование в телевизионных камерах, выполненных на базе однокристального «кольцевого» телевизионного сенсора по технологии комплементарных структур «металл-окисел-полупроводник» (КМОП).

Изобретение относится к вакуумной фотоэмиссионной электронике и может быть использовано при конструировании приборов и устройств ночного и ультрафиолетового видения.

Устройство стабилизации изображения, входящее в состав бинокля, включает закрепленный на корпусе двухстепенной карданов подвес, подвижную инерционную систему, магнитную пружину и успокоитель колебаний.

Очки содержат две ветви наблюдения для телевизионного и тепловизионного диапазонов, каждая из которых включает блок управления, окуляр и микродисплей, расположенный в его предметной плоскости, а так же защитное стекло и прямоугольную призму с отражающими гранями, за каждой из которых установлены объектив и система преобразования изображения телевизионной и тепловизионной ветвей соответственно. Оптические оси объективов параллельны друг другу и расположены над микродисплеями в горизонтальной плоскости перпендикулярно оптическим осям окуляров. Элементы питания расположены между микродисплеями, а блок управления встроен в системы преобразования изображения. Выполняются соотношения X⋅Hоб.макс., где Y - расстояние между оптическими осями окуляров и объективов в вертикальной плоскости; Hмд - размер микродисплея в вертикальной плоскости; Hоб.макс. - максимальный диаметр объектива телевизионной или тепловизионной ветвей наблюдения; X - расстояние между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей преобразования изображения в горизонтальной плоскости. Технический результат - упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров в вертикальном и горизонтальном направлениях, а также уменьшение расстояния между входными оптическими осями телевизионной и тепловизионной ветвей. 2 ил.

Наверх