ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР Российский патент 1995 года по МПК G02B23/04 G02B23/12 G01S3/78 

Изобретение относится к технике оптико-электронных приборов визуализации изображений и предназначено для наблюдения ночью, при низком уровне естественной освещенности (при проведении, например, горноспасательных работ, для вождения легких моторных и парусных судов, изучения жизни ночных животных в естественных условиях и т.д.).

Известны многочисленные очки ночного видения BIG-2 NVG-1, AN/PVS-7B и др. (Armada International, vol.14, 1990, N 3, р.6.24), которые крепятся на шлеме оператора, оставляя его руки свободными, но обладают ограниченной дальностью действия и работают только ночью. 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, NOД-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 (NOД-П).

Таким образом, известные современные приборы визуализации изображений не позволяют реализовать повышенную дальность действия в сочетании с большим углом обзора, и оставляя свободными руки оператора.

Известен принятый за прототип прибор визуализации изображений (Орлов В. А. Петров В.И. Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости. М. Военное издательство. 1989 г. 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, помещенные в едином корпусе. 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 у прибора-прототипа те же, что и у приборов-аналогов.

Техническим результатом является увеличение дальности действия и поля обзора при освобождении рук оператора.

Технический результат достигается тем, что в оптико-электронный прибор визуализации изображений, содержащий размещенные в корпусе последовательно установленные на оптической оси объектив, состоящий, например, из последовательно установленных по ходу луча защитного стекла, зеркала Манжета, плоского контротражателя и линзового компенсатора полевых аберраций, электронно-оптический преобразователь и окулярную часть, размещенную в оправе, введены соединенный с корпусом 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 оборачивающей системы, окуляра и наклонного дихроичного зеркала, оправа окулярной части со стороны окуляра выполнена телескопической, а механизм синхронного поворота кинематически соединен с оправой окулярной части.

На фиг.1 представлена схема прибора; на фиг.2 внешний вид предлагаемого прибора.

На фиг. приняты следующие обозначения: 1 зеркально-линзовый объектив, 2 защитное стекло, 3 зеркало Манжета, 4 плоский контротражатель, 5 линзовый компенсатор полевых аббеppаций, 6 электронно-оптический преобразователь ЭОП, 7 окулярная часть, 8 двухкомпонентная оборачивающая система, 9, 10 первый и второй ее компоненты, 12 наклонное дихроичное зеркало, 13 корпус, 14 подпружиненный шарнир, 15 стержень, 16 сфера, 17 шаровая пята, 18 оправа окулярной части, 19 тяга механическая, 20 механизм синхронного поворота.

Прибор содержит последовательно установленный на оптической оси зеркально-линзовый объектив 1. Он состоит из последовательно установленных по ходу луча защитного стекла 2, зеркала Манжета 3, плоского контротражателя 4 и линзового компенсатора 5 полевых аббеppаций. Прибор содержит ЭОП 6, на фотокатод которого сфокусирован объектив 1, а на экран окулярная часть 7. Она выполнена в виде последовательно установленных на оптической оси двухкомпонентной оборачивающей системы 8, содержащей первый 9 и второй 10 ее компоненты, окуляра 11 и первого наклонного дихроичного зеркала 12. Прибор находится в корпусе 13, с которым жестко связан подпружиненный шарнир 14 своим стержнем 15. Сфера 16 шарнира 14 кинематически связана с шаровой пятой 17, жестко закрепленной на плече оператора. Оправа 18 окулярной части через механическую тягу 19 жестко связана со шлемом оператора, сопрягая окуляр 11 с глазом. Тяга 19 связана также с механизмом синхронного поворота 20.

На поясе в данном случае может закрепляться источник питания.

Между компонентом 10 оборачивающей системы и окуляром 11 световой поток сформирован в виде параллельного пучка лучей. В этом месте оправа окулярной части выполнена телескопической, с возможностью изменения длины при повороте головы. Синхронный поворот объектива с головой оператора обеспечивается механизмом 20, сопряженным с тягой 19. Он может быть выполнен как механического типа, так и с электрическим приводом.

Прибор работает следующим образом.

Излучение, определяемое уровнем естественной ночной освещенности, отражается от объекта наблюдения и окружающего его фона и поступает в объектив 1. Последний формирует изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 6, который преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости. Изображение наблюдается оператором через окулярную часть 7. Дневное изображение с однократным увеличением оператор может наблюдать непосредственно через наклонное дихроичное зеркало 12. 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. Руки у него остаются свободными. Поскольку грузоподъемность тяги выше, чем у головы, то это позволяет использовать в приборе (по сравнению с устройством-прототипом) объектив не менее, чем в 1,5.2 раза большим фокусным расстоянием при той же светосиле, что дает возможность увеличить дальность действия не менее, чем в 1,3.1,5 раза.

Использование: при наблюдении ночью и днем, в частности, для прибора в ночном исполнении. Сущность: прибор содержит последовательно установленные на оптической оси зеркально-линзовый объектив 1, выполненный в виде защитного стекла 2, зеркала манжена 3, плоского контротражателя 4 и линзового компенсатора 5 полевых аберраций, электронно-оптический преобразователь 6, окулярную часть 7, выполненную в виде последовательно установленных на оптической оси двухкомпонентной оборачивающей системы 8, содержащей первый 9 и второй ее компоненты, окуляра 11 и первого наклонного дихроичного зеркала 12. Прибор находится в корпусе 13, с которым жестко связан подпружиненный шарнир 14 своим стержнем 15. Сфера 16 шарнира 14 кинематически связана с шаровой пятой 17, жестко закрепленной на плече оператора. Оправа 18 окулярной части через механическую тягу 19 жестко связана со шлемом оператора, сопрягая окуляр 11 с глазом оператора.Тяга 19 связана также с механизмом синхронного поворота 20. 2 ил.

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР визуализации изображений, содержащий размещенные в корпусе последовательно установленные на оптической оси объектив, состоящий, например, из последовательно установленных по ходу луча защитного стекла, зеркала Манжена, плоского контротражателя и линзового компенсатора полевых аберраций, электронно-оптический преобразователь и окулярную часть, размещенную в оправе, отличающийся тем, что в него введены соединенный с корпусом 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 оборачивающей системы, окуляра и наклонного дихроичного зеркала, оправа окулярной части со стороны окуляра выполнена телескопической, а механизм синхронного поворота кинематически соединен с оправой окулярной части.