Комбинированный двухканальный наблюдательный прибор

Прибор содержит тепловизионный канал, состоящий из объектива тепловизионного канала, матричного приемника излучения, плоского дисплея, лупы тепловизионного канала, светоделительного кубика, и ночной канал, состоящий из объектива ночного канала, электронно-оптического преобразователя с плоским экраном, лупы ночного канала и общего с тепловизионным каналом светоделительного кубика. Лупа тепловизионного канала выполнена двухкомпонентной, между компонентами которой установлен светоделительный кубик. Лупа тепловизионного канала является лупой ночного канала. Выполняются указанные в формуле изобретения соотношения между параметрами компонентов прибора. Технический результат - обеспечение наблюдения в тепловизионном и ночном каналах с одинаковыми значениями геометрических увеличений для работы с наложением изображений. 1 ил.

 

Изобретение относится к оптическому и оптико-электронному приборостроению и, в частности, к наблюдательным приборам для тепловизионного и ночного наблюдения.

Известен патент WO 2007/044582 A1 на очки ночного видения. Этот прибор содержит тепловизионный канал, включающий объектив, матрицу фотоэлементов, плоский дисплей и лупу; ночной канал, включающий объектив, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) со сферическим экраном, общую с тепловизионным каналом лупу; систему коммутации каналов, выполненную в виде светоделительной пластины, а также канал записи изображения ночного и тепловизионного каналов, включающий в себя плоский дисплей, электронно-оптический преобразователь ЭОП, проекционный объектив, ПЗС матрицу и светоделительную пластину.

Недостатком такого технического решения является применение светоделительной пластины, не позволяющей наблюдать изображение экрана ЭОПа с одинаковой яркостью по полю, а также неудобство наблюдения в общую для двух каналов лупу плоского дисплея и сферического экрана ЭОПа, так как для наблюдения изображения одного и того же внеосевого объекта наблюдения на плоском дисплее и сферическом экране ЭОПа необходима переаккомодация глаза. Применение общей лупы в тепловизионном и ночном каналах не позволяет выровнять значения увеличений каналов при отличающихся между собой размерах плоского дисплея и чувствительной площадки матричного приемника излучения.

Наиболее близким техническим решением является устройство дневного-ночного видения (патент США №7813037 B2).

Это устройство дневного-ночного видения содержит тепловизионный канал, включающий объектив, один или несколько отражающих компонентов, матрицу фотоэлементов, плоский дисплей и двухкомпонентную лупу; ночной канал, включающий объектив, один или несколько отражающих компонентов, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) со сферическим экраном и лупу, являющуюся вторым компонентом тепловизионного канала, а также систему коммутации каналов, выполненную в виде светоделительной призменной системы.

Первый компонент лупы тепловизионного канала формирует кривизну фронта излучения плоского дисплея тепловизионного канала, приближая ее к кривизне фронта излучения сферического экрана ЭОПа, что позволяет рассматривать одновременно четко сферический экран ЭОПа и плоский экран дисплея. При этом оптическая сила первого компонента лупы тепловизионного канала достаточна для формирования кривизны фронта излучения плоского дисплея, но слишком мала, чтобы значительно влиять на оптическую силу лупы тепловизионного канала.

Недостатком такого технического решения является невозможность компенсации разности геометрических увеличений в тепловизионном и ночном каналах наблюдения при несовпадении размеров дисплея и матричного приемника излучения.

Технической задачей изобретения является создание комбинированного двухканального наблюдательного прибора, в котором возможно наблюдение в тепловизионном и ночном каналах с одинаковыми значениями геометрических увеличений, что позволяет обеспечить режим совместной работы тепловизионного и ночного каналов с наложением изображений.

Для решения этой задачи предлагается комбинированный двухканальный наблюдательный прибор, содержащий тепловизионный канал, состоящий из объектива тепловизионного канала, матричного приемника излучения, плоского дисплея, лупы тепловизионного канала, светоделительного кубика; ночной канал, состоящий из объектива ночного канала, электронно-оптического преобразователя с плоским экраном, лупы ночного канала и общего с тепловизионным каналом светоделительного кубика, причем лупа тепловизионного канала выполнена двухкомпонентной, между компонентами которой установлен светоделительный кубик, второй ее компонент является лупой ночного канала и выполнены следующие условия:

-50≤Ф1≤-30; ; ;

где

Ф1 - оптическая сила первого компонента лупы тепловизионного канала,

Ф2 - оптическая сила второго компонента лупы тепловизионного канала,

d1 - воздушное расстояние между первым компонентом лупы тепловизионного канала и светоделительным кубиком,

d2 - воздушное расстояние между светоделительным кубиком и вторым компонентом лупы тепловизионного канала,

n - показатель преломления материала светоделительного кубика,

- фокусное расстояние второго компонента лупы тепловизионного канала,

Флупы ночн. - оптическая сила лупы ночного канала,

Флупы тепл. - оптическая сила лупы тепловизионного канала,

hм - вертикальный размер чувствительной площадки матричного приемника излучения,

Фоб.ночн. - оптическая сила объектива ночного канала,

Гэоп - увеличение электронно-оптического преобразователя,

hd - высота экрана дисплея,

Фоб.тепл. - оптическая сила объектива тепловизионного канала,

Lкуб. - длина хода луча в светоделительном кубике.

Сущность изобретения состоит в том, что использование электронно-оптического преобразователя с плоским экраном позволяет согласовать волновые фронты излучений экрана ЭОПа и дисплея тепловизионного канала, а техническое решение лупы тепловизионного канала в соответствии с вышеприведенными аналитическими выражениями позволяет выровнять значения увеличений тепловизионного и ночного каналов, что дает возможность выделить тепловые объекты и определить их положение на местности, используя наложение изображений тепловизионного и ночного каналов при их одновременной работе в едином масштабе.

На фиг.1 представлена оптическая система комбинированного двухканального наблюдательного прибора, содержащего ночной канал, состоящий из объектива ночного канала 1, электронно-оптического преобразователя с плоским экраном 2 и лупы ночного канала 3, являющейся вторым компонентом лупы тепловизионного канала; тепловизионный канал, состоящий из объектива тепловизионного канала 5, матричного приемника излучения 6, плоского дисплея 7 и лупы тепловизионного канала, состоящей из первого компонента 4 и второго компонента 3. Система оптической коммутации каналов выполнена в виде светоделительного кубика 8.

Прибор работает следующим образом.

В режиме тепловизионного наблюдения излучение от наблюдаемого объекта проходит объектив тепловизионного канала 5 и формирует тепловое изображение на матричном приемнике излучения 6. Визуализируемое тепловое изображение на плоском дисплее рассматривается с помощью двухкомпонентной лупы 3, 4 и светоделительного кубика 8.

В режиме ночного наблюдения световой пучок от наблюдаемого объекта проходит объектив ночного канала 1 и собирается на электронно-оптическом преобразователе с плоским экраном 2. Изображение, преобразованное электронно-оптическим преобразователем с плоским экраном 2, рассматривается с помощью лупы ночного канала 3 и светоделительного кубика 8.

С использованием предлагаемого технического решения создан комбинированный двухканальный наблюдательный прибор для тепловизионного и ночного наблюдения со следующими характеристиками:

Ночной канал Тепловой канал
Увеличение, крат 1,9 1,9
Поле зрения, градус 20 11×8,3
Фокусное расстояние лупы, мм 26,7 32,0

Комбинированный двухканальный наблюдательный прибор, содержащий тепловизионный канал, состоящий из объектива тепловизионного канала, матричного приемника излучения, плоского дисплея, лупы тепловизионного канала, светоделительного кубика; ночной канал, состоящий из объектива ночного канала, электронно-оптического преобразователя, лупы ночного канала, и общего с тепловизионным каналом светоделительного кубика, отличающийся тем, что применен электронно-оптический преобразователь с плоским экраном, а лупа тепловизионного канала выполнена двухкомпонентной, между компонентами которой установлен светоделительный кубик, второй ее компонент является лупой ночного канала и выполнены следующие условия:
-50≤Ф1≤-30;

где Ф1 - оптическая сила первого компонента лупы тепловизионного канала;
Ф2 - оптическая сила второго компонента лупы тепловизионного канала;
d1 - воздушное расстояние между первым компонентом лупы тепловизионного канала и светоделительным кубиком;
d2 - воздушное расстояние между светоделительным кубиком и вторым компонентом лупы тепловизионного канала;
n - показатель преломления материала светоделительного кубика;
- фокусное расстояние второго компонента лупы тепловизионного канала;
Флупы ночн - оптическая сила лупы ночного канала;
Флупы тепл - оптическая сила лупы тепловизионного канала;
hм - вертикальный размер чувствительной площадки матричного приемника излучения;
Фоб.ночн - оптическая сила объектива ночного канала;
Гэоп - увеличение электронно-оптического преобразователя;
hd - вертикальный размер экрана дисплея;
Фоб.тепл - оптическая сила объектива тепловизионного канала;
Lкуб - длина хода луча в светоделительном кубике.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для прицеливания из стрелкового оружия. .

Изобретение относится к технике формирования изображений, в частности, к системам оптико-электронных приборов формирования и обработки инфракрасных изображений (ИК), в которых актуальна задача коррекции тепловизионного изображения, связанная с компенсацией неоднородности постоянной составляющей сигнала фоточувствительных элементов, и может быть использовано для разработки и создания тепловизионных систем и приборов различного назначения с матричными фотоприемными устройствами (МФПУ).

Изобретение относится к технике формирования изображений, в частности к оптическим системам оптико-электронных приборов формирования и обработки инфракрасных изображений (ИК), в которых актуальна задача коррекции тепловизионного изображения, связанная с компенсацией постоянной составляющей сигнала фоточувствительных элементов, и может быть использовано для разработки и создания тепловизорных систем и приборов различного назначения с матричными фотоприемными устройствами (МФПУ).

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к оптико-электронным приборам, и может быть использовано, например, в тепловизионных приборах и системах, построенных на основе матричных приемников теплового излучения и обеспечивающих анализ изображений объектов в различных полях зрения.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, а именно к тепловизионным приборам, и может быть использовано для создания тепловизионных приборов с различными техническими характеристиками с использованием приемников инфракрасного (ИК) излучения различных классов (матричных, линейчатых).

Изобретение относится к оптоэлектронике, а именно к электронно-оптическим приборам ночного видения. .

Изобретение относится к оптико-электронным устройствам и может быть использовано, в частности, в качестве индикаторного устройства для обеспечения информационной безопасности служебных помещений, офисов, фирм, банковских учреждений и т.п.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использовано в автоматических оптико-электронных приборах, которые выполняют поиск и обнаружение точечных целей в условиях повышенного уровня фоновых помех.

Прибор может быть использован в системе управления огнем объектов бронетанковой техники. Прибор содержит головную часть, состоящую из защитных стекол и двух призм-кубиков, два вертикально расположенных канала: однократный оптический и многократный оптико-электронный, и канал импульсного лазерного дальномера, который имеет излучающее и приемное устройства. Оптический тракт приемного устройства включает объектив и коллектив однократного канала, согласующую оптическую систему и дихроическую пластину, установленную между коллективом и оборачивающей системой однократного канала, пропускающую видимый спектральный диапазон и отражающую длину волны 1,54 мкм. Излучающее устройство размещено в непосредственной близости от многократного оптико-электронного канала. Эквивалентное фокусное расстояние оптического тракта приемного канала импульсного лазерного дальномера F'э связано с фокусным расстоянием объектива однократного оптического канала F'oб зависимостью F ' э = ( 0,4 ÷ 0,7 ) F ' о б . Проецирование лазерного излучения через головную призму-кубик многократного оптико-электронного канала обеспечивается за счет его частичного виньетирования. Технический результат - повышение точности измерения дальности с двух каналов наблюдения-прицеливания при минимальных размерах головной части прибора и диапазоне углов наведения от -10 до +70°. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области обнаружения инфракрасного излучения низколетящих объектов. Комплекс аппаратуры для воздушного наблюдения включает размещение тепловизионной камеры на привязном аэростате с возможностью кругового вращения камеры вокруг вертикальной оси и изменения угла наклона камеры к вертикальной оси за счет размещения ее на горизонтальном валу. Две тепловизионные камеры размещены на двух привязных аэростатах. Камеры представляют инфракрасные зеркально-линзовые телескопы, имеющие мозаичные фотоприемные устройства, содержащие большое число пикселей 1024×1024, считываемые последовательно с помощью ПЗС матрицы. Аэростаты заполнены водородом, получаемым непосредственно на месте, путем электролиза воды. Изобретение направлено на повышение чувствительности обнаружения низколетящих объектов. 1 ил.

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и касается оптико-электронного прицела. Прицел содержит объектив, электронный блок и окуляр. Оптические оси объектива и окуляра коллинеарны. Электронный блок имеет цилиндрический корпус, ось которого смещена относительно оси оптических узлов объектива и окуляра на расстояние, которое пропорционально разности диаметров электронного блока и объектива или разности диаметров электронного блока и окуляра. Технический результат заключается в уменьшении параллакса прицела и обеспечении возможности увеличения диаметра корпуса электронного блока. 2 ил.

Изобретение относится к тепловизионным приборам, которые обеспечивают наблюдение как в видимой, так и в инфракрасной области. В указанном приборе инфракрасный объектив формирует тепловое изображение в плоскости чувствительных элементов матричного фотоприемника, выходные сигналы с которого поступают в блок обработки информации, управляющий яркостью каждого элемента устройства отображения информации, расположенного в фокальной плоскости окуляра, в соответствии с формируемым тепловым изображением. Коллимированный пучок лучей, сформированный окуляром, отражается зеркалом и спектроделителем и попадает в глаз наблюдателя одновременно с видимым изображением наблюдаемой сцены. Блок управления фокусировкой служит для компенсации расфокусировки изображения инфракрасного объектива в результате изменения температуры окружающей среды. Технический результат заключается в повышении углового разрешения тепловизионного прибора и расширении эксплуатационных возможностей. 1 ил.

Оптический прицел переменного увеличения предназначен для ведения стрельбы из стрелкового оружия. Прицел содержит установленные в корпусе объектив, окуляр, тубус, в котором размещены оборачивающая система и система смены увеличения в подвижной оправе, сетка, механизм смены увеличения, механизмы выверки, тубус кинематически связан с механизмами выверок и имеет продольный паз. Конец тубуса со стороны объектива выполнен сферическим и сопряжен с корпусом, между тубусом и объективом установлена втулка, сопрягаемая с внутренней сферической поверхностью тубуса. Перед объективом установлено резьбовое кольцо, на другой конец тубуса установлено второе резьбовое кольцо, на которое опираются рабочие торцы выверочных механизмов, механизм смены увеличения выполнен из кинематически связанных толкателя, рычага и рукоятки, а толкатель соединен с оправой системы смены увеличения. Технический результат - уменьшение габаритных размеров и упрощение конструкции устройства за счет упрощения конструкций и совмещения механизмов смены эквивалентного фокусного расстояния объектива и смены увеличений и выверки прицела. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к биноклю для дневного и ночного наблюдения. Бинокль содержит дневной канал, состоящий из двухкомпонентного объектива, оборачивающей системы и окуляра с сеткой. Также бинокль содержит ночной канал, состоящий из двухкомпонентного объектива ночного канала, электронно-оптического преобразователя, проекционного объектива ночного канала и общего с дневным каналом окуляра с сеткой. Дополнительно бинокль содержит систему оптической коммутации, состоящую из четырех оптических дефлекторов. При этом первый компонент объектива дневного канала является двухлинзовой склейкой, которая состоит из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска, второй компонент является вогнуто-плоской линзой. Первый компонент объектива дневного канала используется в качестве первого компонента объектива ночного канала. Заявленное решение обеспечивает создание бинокля для дневного и ночного наблюдения, в котором объектив дневного канала выполнен двухкомпонентным, в котором фокусное расстояние его первого компонента меньше фокусного расстояния объектива дневного канала. 1 ил.

Изобретение относится к приборам ночного видения. Устройство содержит блок наблюдения, телевизионный канал, блок управления и синхронизации, импульсный инфракрасный осветитель и блок деления частоты, блок преобразования задержки, два электромеханических привода, блок регулировки амплитуды тока накачки и последовательно соединенные измеритель естественной освещенности, блок преобразования сигнала и блок управления частотой. Технический результат - повышение качества изображения наблюдаемого объекта. 1 ил.
Наверх