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

Изобретение относится к оптико-электронным устройствам, предназначенным для наблюдения ночью в условиях пониженной освещенности. Может использоваться охотниками, при изучении жизни ночных животных в естественных условиях, для вождения легких моторных и парусных судов ночью, производства подводных работ.

Известны различные очки ночного видения: Nova, NVG-1 AN/PVS-9B и др. (Armada International, vol. 14, N 3, р. 6-24, 1990). Ночные очки включают последовательно установленные на оптической оси объектив, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) и окулярный блок. Они закрепляются на шлеме оператора или на лице с помощью специальной маски. Они оставляют руки оператора свободными, но имеют ограниченную дальность действия и работают только ночью.

Известно устройство (BiG-2 (International, Defence Review, v, 18, N 4, р. 595, (1989), представляющее собой монокулярные очки ночного видения. Это устройство принято за прототип. Оно содержит последовательно установленные на оптической оси объектив, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) и окулярный блок. Последний представляет собой бинокулярный микроскоп, состоящий из второго объектива, сфокусированного на экран ЭОП, разделительной призмы, вершина которой находится на оптической оси второго объектива и обращена к его выходу, левой и правой ветвей микроскопа под левый и правый глаз соответственно, к которым обращены соответственно левая и правая боковые отражающие грани призмы. Каждая из ветвей содержит последовательно установленные первый компонент оборачивающей системы, плоское зеркало, второй компонент оборачивающей системы и окуляр. Данное устройство значительно дешевле устройства-аналога, так как содержит только один ЭОП, который и определяет главным образом стоимость прибора. Наличие одного ЭОП и одного входного объектива несколько снижает массу устройства, что приводит к меньшей нагрузке на лицевую часть головы оператора и меньшей его утомляемости. Однако лицевая часть все же по-прежнему нагружена. Прибор не обеспечивает стереоскопического зрения. Прибор не позволяет наблюдать впереди расположенные объекты при высоком уровне освещенности, минуя ЭОП, во избежание световой перегрузки и ослепления оператора.

Целью изобретения является снижение утомляемости оператора, повышение комфорта работы за счет снижения нагрузки на лицевую часть головы, повышение дальности действия за счет использования более длиннофокусных, светосильных объективов.

Цель достигается тем, что в оптико-электронный прибор наблюдения, содержащий входной объектив, электронно-оптический преобразователь и первый и второй окуляры, введены второй входной объектив, первая и вторая проекционные системы, первый и второй гибкие регулярно уложенные волоконные жгуты, установленные между экраном электронно-оптического преобразователя и первым и вторым окулярами соответственно, причем первый и второй входные объективы сфокусированы соответственно на левую и правую части фотокатода электронно-оптического преобразователя, разделенного непрозрачным экраном, входные торцы первого и второго гибких регулярно уложенных волоконных жгутов прикреплены соответственно к левой и правой частям экрана электронно-оптического преобразователя, а первый и второй окуляры сфокусированы на выходные торцы соответствующих жгутов.

Цель достигается также тем, что проекционные системы выполнены в виде двух зеркал, установленных перпендикулярно друг к другу.

Цель достигается также тем, что в прибор введены установленные за окулярами дихроичные зеркала, причем выходные торцы жгутов развернуты по отношению к входным на 90^о.

Прибор обеспечивает стереоскопическое бинокулярное зрение, причем с большей пластичностью, чем в устройстве-аналоге, но на одном ЭОП, как в устройстве-прототипе. Прибор разгружает лицевую часть головы оператора, что снижает его утомляемость, позволяет использовать более длиннофокусные, светосильные объективы.

На чертеже представлена схема прибора.

Прибор содержит зеркала 1-4, непрозрачный экран 5, входные объективы 6, 7 ЭОП 8, гибкий, регулярно уложенный жгут волоконный (ГРЖВ) 9, 10, окуляры 11, 12, дихроичные зеркала 13, 14.

Прибор работает следующим образом. Излучение, определяемое уровнем естественной освещенности, отражается от объекта наблюдения и поступает в объективы 6 и 7, формирующие изображения объектов и окружающей их местности. Сформированные изображения посредством зеркал 1, 2 и 4, 3 поступают соответственно на левую и правую части фотокатода ЭОП. Чтобы на каждую часть фотокатода поступало только свое изображение, они разделены непрозрачным экраном 5. ЭОП 8 усиливает изображение по яркости и воспроизводит его на экране. Изображения с левой и правой частей экрана передаются по жгутам 9, 10 и рассматриваются глазами оператора через окуляры 11 и 12. Зеркала 13 и 14 отражают излучение с выхода окуляров в глаза оператора. Сравнительно яркие объекты могут наблюдаться оператором напрямую через зеркала 13 и 14, пропускающие излучение от этих объектов. При достаточно высоком уровне естественной ночной освещенности ЭОП 8 может быть вообще отключен, тогда наблюдение всего пространства ведется через зеркала 13 и 14.

Все устройство равномерно распределено по поверхности шлема оператора. Лицевая часть практически разгружена, что снижает утомляемость оператора. Прибор имеет бинокулярную схему и обеспечивает стереоскопическое зрение. За счет большого расстояния между оптическими осями объективов по сравнению с аналогами пластичность прибора может быть увеличена до 3-4 раз и более. Объективы могут быть использованы более длиннофокусные и светосильные, что позволяет увеличить дальность действия в 1,5-2 раза.

Использование: в приборостроении и относится к приборам ночного видения (ночным очкам), позволяющим работать в условиях пониженного уровня освещенности, например для изучения жизни ночных животных в естественных условиях, вождения легких моторных и парусных судов ночью, подводных работ и т. д. Сущность изобретения заключается в перераспределении основной нагрузки с лицевой части оператора на центральную нашлемную часть, что значительно снижает утомляемость оператора, повышает удобство работы. Распределение основной нагрузки на нашлемную часть позволяет использовать светосильные более длинофокусные объективы, что увеличивает дальность действия. Введение дихроичных зеркал расширяет возможности прибора в части обеспечения наблюдения местности через электронно-оптический прибор (ЭОП) и минуя его. Устройство содержит последовательно расположенные входные объективы, оптико-электронный преобразователь, окуляры. Объективы сфокусированы с использованием проекционной системы на левую и правую части фотокатода ЭОП. ЭОП установлен на шлеме оператора и обращен фотокатодом в тыльном по отношению к глазам оператора направлении. Между окулярами и экраном ЭОП установлены гибкие регулярно уложенные волоконные жгуты, которые проецируют изображение левой и правой частей экрана ЭОП через окуляры и дихроичные зеркала в глаза оператору. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР НАБЛЮДЕНИЯ, содержащий входной объектив, электронно-оптический преобразователь и первый и второй окуляры, отличающийся тем, что в него введены второй входной объектив, первая и вторая проекционные системы, первый и второй гибкие регулярно уложенные волоконные жгуты, установленные между экраном электронно-оптического преобразователя и первым и вторым окулярами соответственно, причем первый и второй входные объективы сфокусированы соответственно на левую и правую части фотокатода электронно-оптического преобразователя, разделенного непрозрачным экраном, входные торцы первого и второго гибких регулярно уложенных волоконных жгутов прикреплены соответственно к левой и правой частям экрана электронно-оптического преобразователя, а первый и второй окуляры сфокусированы на выходные торцы соответствующих жгутов. 2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что в нем проекционные системы выполнены в виде двух зеркал, установленных перпендикулярно одно к другому. 3. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что в него введены установленные за окулярами дихроичные зеркала, причем выходные торцы жгутов развернуты по отношению к входным на 90^o.