ПРИБОР ДЛЯ НОЧНОГО/ДНЕВНОГО НАБЛЮДЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК G02B23/12 

Предлагаемый прибор для ночного/дневного наблюдения относится к области оптического приборостроения. Он может быть использован для визуального наблюдения удаленных предметов в ночных и дневных условиях.

Известен ночной/дневной визуальный прибор [1] который имеет аналогичное назначение. Недостатком данного прибора является то, что в нем используются два перемещающихся узла, которые применяются для переключения режимов работы прибора с ночного на дневной. Причем эти узлы состоят из нескольких компонентов. При переключении режима работы выполняется замена части объектива, состоящей из трех линз, на рефлектор и производится перемещение призменно-линзовой системы, состоящей из двух призм и линзовой склейки. Все это приводит к усложнению конструкции прибора и практически исключает применение данного прибора в переносном варианте.

Наиболее близким аналогом по схемному решению является ночной/дневной прицел [2] который содержит два канала ночной и дневной. Ночной канал состоит из объектива, электронно-оптического преобразователя изображения (ЭОПа), светоделительной призмы и окуляра. Дневной канал состоит из объектива, оптического узла для переключения с ночного на дневной режим работы (по тексту "оптическая решетка") и окуляра. При дневном режиме наблюдения перед ЭОПом вводится зеркало, которое совместно со светоделительной призмой направляет лучи на оборачивающую систему и далее через прямоугольную и светоделительную призмы в окуляр. Применение откидывающегося зеркала, которое располагается в сходящемся пучке лучей за изображающим объективом, требует высокой точности его установки для исключения децентрировки, которая будет сказываться на качестве изображения дневного канала. В дневном канале имеет место двойное отражение от полупрозрачных граней призм, а в ночном канале однократное прохождение через полупрозрачную грань призмы, что приводит к значительному снижению коэффициента пропускания оптической системы. В связи с этим встает задача увеличения коэффициента пропускания оптической системы прибора. Кроме того, если в ночном канале задачу оборачивания изображения после объектива решает ЭОП, то в дневном канале наблюдения эта задача должна решаться в схеме оптической решетки. Схема оптической решетки должна также обеспечивать соответствие увеличения в дневном и ночном каналах. И если требуется, чтобы эти увеличения были равны, то она должна обеспечивать увеличение, аналогичное увеличение ЭОПа, так как оба канала имеют один и тот же изображающий объектив. Если ЭОП не выполняет оборачивание изображения в ночном канале наблюдения, то требуется введение в его схему оборачивающей системы и обеспечения при этом компактности прибора, заключающейся в сокращении его продольных габаритов, что необходимо для удобства эксплуатации.

Задачей данного изобретения является повышение коэффициента пропускания оптической системы прибора для ночного/дневного наблюдения, уменьшение требований к точности установки откидывающегося зеркала в рабочем положении, а также сокращение продольных габаритов прибора при использовании ЭОПа без оборачивания изображения.

Технический результат заключается в повышении коэффициента пропускания оптической схемы прибора для ночного/дневного наблюдения до значения порядка 0,5, уменьшении требований к точности установки откидывающегося зеркала в рабочем положении за счет размещения его в параллельном ходе лучей, а также сокращении продольных габаритов прибора до размеров, удобных для эксплуатации в переносном варианте с возможностью размещения прибора на плече наблюдателя.

Сущность изобретения заключается в том, что в приборе для ночного/дневного наблюдения, состоящем из ночного и дневного каналов, имеющих общий окуляр, ночной канал содержит объектив и электронно-оптический преобразователь сигналов, расположенные соосно, а дневной канал содержит объектив, устройство отклонения лучей, выполненное в виде откидывающегося зеркала, и оборачивающую систему, ночной канал дополнен призмой, установленной за электронно-оптическим преобразователем сигналов и имеет оборачивающую систему, состоящую из двух линзовых групп, первая из них установлена за призмой, а вторая между зеркалами, которые служат для оборачивания изображения в дневном канале, причем вторая линзовая группа выполняет роль изображающего объектива дневного канала, плоскость изображения которого совпадает с плоскостью изображения в ночном канале, при этом устройство отклонения лучей расположено между линзовыми группами оборачивающей системы в параллельном ходе лучей, а ось поворота откидывающего зеркала перпендикулярна оси первой линзовой группы. В ночном канале в качестве изображающего объектива может использоваться линзовая или зеркально-линзовая система. Вместо одной или двух пар неподвижных зеркал, расположенных рядом со второй линзовой группой, может применяться одна или две призмы, а вместо призмы, установленной за электронно-оптическим преобразователем, может применяться пара неподвижных зеркал.

На фиг. 1 представлена оптическая схема прибора для ночного/дневного наблюдения, на фиг.2 система зеркал, служащая для включения дневного канала наблюдения, на фиг.3 схема включения лазерного осветителя, на фиг. 4 - оптическая схема прибора с ночным каналом наблюдения.

Прибор наблюдения (фиг. 1) содержит два канала. Ночной канал состоит из объектива 1, электронно-оптического преобразователя изображения 2, призмы 3, линзовой оборачивающей системы 4, 5, системы зеркал 6, 7, 8, 9 и окуляра 10. В качестве объектива 1 может использоваться линзовая или зеркально-линзовая системы. Применение последней позволяет сократить продольные габариты и уменьшить массу прибора. ЭОП 2 имеет положительное увеличение и не производит оборачивание изображения при его передаче с катода на экран. Призма 3 и система зеркал 6, 7, 8, 9 служат для обеспечения компоновки прибора в требуемых габаритах, необходимых для того, чтобы было удобно использовать его в переносном варианте. Оборачивающая система состоит из двух линзовых групп 4, 5 и совместно с зеркалами 6, 7, 8, 9 переносит изображение с экрана ЭОПа в переднюю фокальную плоскость окуляра 10.

Дневной канал наблюдения состоит из откидывающего зеркала 11, защитного стекла 12 (фиг. 2), зеркала 13, зеркал 6, 7, объектива 5, зеркал 8, 9 и окуляра 10. Линзовая группа 5, которая в ночном канале наблюдения является частью оборачивающей системы, в данном случае выполняет роль объектива. Объектив 5 создает прямое изображение в той же плоскости, что и в ночном канале наблюдения. В рабочем положении зеркало 11 образует угол в 45^o по отношению к осям объектива 5 и защитного стекла 12. Окуляр 10 служит для рассматривания промежуточного изображения, получаемого после оборачивающей системы 4, 5 в ночном канале и после объектива 5 в дневном. Оборачивание изображения в дневном канале наблюдения осуществляется системой зеркал 13, 11, 8, 9. Откидывающееся зеркало 11 при работе в дневном канале установлено в параллельном ходе лучей, что не требует его точной ориентации в рабочем положении. Отсутствие в ходе лучей призм со светоделительными гранями позволяет увеличивать коэффициент пропускания оптической системы прибора.

В случае эксплуатации прибора только в ночном варианте исполнения зеркала 11, 13 (фиг. 1, 2) убираются, а вместо них устанавливается лазерный осветитель 14 (фиг. 3), который обеспечивает подсветку панорамы при наблюдении. Ночной канал в данном случае может иметь компоновку оптической схемы, представленную на фиг. 4, при этом зеркала 6, 7 убираются, и линзовые группы 4, 5 могут быть придвинуты друг к другу.

Вместо призмы 3 (фиг. 1) может использоваться пара неподвижных зеркал 15, 16 (фиг. 4), а вместо зеркал 8, 9 (фиг. 1) может применяться призма 17 (фиг. 4). Зеркала 6, 7 (фиг. 1) могут быть также заменены на призму. Вопрос применения призм или зеркал при компоновке прибора решается в зависимости от требований по его массе и аберрационной коррекции оптической схемы.

В процессе эксплуатации в ночных условиях откидывающееся зеркало 11 устанавливается в положение "ночь", при этом оно выведено из хода лучей, идущих между линзовыми группами 4, 5 оборачивающей системы ночного канала (фиг. 1, 2). В данном случае объектив 1 строит изображение на катоде ЭОПа 2, которое с его экрана через призму 3, линзовую оборачивающую систему 4, 5 и систему зеркал 6, 7, 8, 9 передается в переднюю фокальную плоскость окуляра 10. Если прибор эксплуатируется только в ночном варианте исполнения, то дополнительно может включаться осветитель 14 (фиг. 3). При дневных условиях работы откидывающееся зеркало 11 установлено в положение "день", при этом оно образует угол в 45^o по отношению к осям линзовой группы 5, которая является объективом дневного канала, и защитного стекла 12 (фиг. 1, 2). Наблюдатель через окуляр 10, который имеет диоптрийную подвижку, рассматривает промежуточное прямое изображение, получаемое после оборачивающей системы 4, 5 в ночном канале и после объектива 5 в дневном канале.

В соответствии с предложенным решением был выполнен расчет конкретной оптической схемы прибора ночного/дневного наблюдения. Данный прибор обеспечивает пропускание лучей в ночном канале для спектрального интервала 680-920 нм до ЭОПа с применением зеркально-линзового объектива порядка 0,7 после ЭОПа в спектральном интервале 480-660 нм порядка 0,5. В дневном канале наблюдения пропускание в спектральном интервале 480-660 нм порядка 0,5. Габариты прибора по элементам оптической схемы составляют порядка 270 мм х 195 мм. Для сравнения, если бы в ночном канале объектив, ЭОП, оборачивающая система и окуляр были расположены соосно, то длина прибора составляла бы примерно 500 мм. Видимое увеличение в ночном и дневном каналах наблюдения составляет Г 6^x. Угловое поле для объектива в ночном канале наблюдения 2 7^o, для дневного канала 2 11^o. Выходной зрачок диаметром 6 мм и 5 мм для ночного и дневного каналов наблюдения соответственно расположен на расстоянии 15 мм от последней поверхности окуляра. Диоптрийная подвижка окуляра составляет ± 4 дптр. ЫЫЫ2

Использование: для визуального наблюдения удаленных предметов в ночных и дневных условиях. Сущность изобретения: прибор состоит из ночного и дневного каналов, имеющих общий окуляр, при этом ночной канал содержит объектив и электронно-оптический преобразователь сигналов, расположенные соосно, а дневной канал содержит объектив, устройство отклонения лучей, выполненное в виде откидывающегося зеркала, и оборачивающую систему, причем ночной канал дополнен призмой, установленной за электронно-оптическим преобразователем сигналов и имеет оборачивающую систему, состоящую из двух линзовых групп, первая из них установлена за призмой, а вторая - между зеркалами, которые служат для оборачивания изображения в дневном канале, причем вторая линзовая группа выполняет роль изображающего объекта дневного канала, плоскость изображения которого совпадает с плоскостью изображения в ночном канале, при этом устройство отклонения лучей расположено между линзовыми группами оборачивающей системы в параллельном ходе лучей, а ось поворота откидывающегося зеркала перпендикулярна оси первой линзовой группы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Прибор для ночного/дневного наблюдения, состоящий из ночного и дневного каналов, имеющих общий окуляр, при этом ночной канал содержит объектив и электронно-оптический преобразователь сигналов, расположенные соосно, а дневной канал содержит объектив, устройство отклонения лучей, выполненное в виде откидывающегося зеркала, и оборачивающую систему, отличающийся тем, что ночной канал дополнен призмой, установленной за электронно-оптическим преобразователем сигналов и имеет оборачивающую систему, состоящую из двух линзовых групп, первая из них установлена за призмой, а вторая между зеркалами, которые служат для оборачивания изображения в дневном канале, причем вторая линзовая группа выполняет роль изображающего объектива дневного канала, плоскость изображения которого совпадает с плоскостью изображения в ночном канале, при этом устройство отклонения лучей расположено между линзовыми группами оборачивающей системы в параллельном ходе лучей, а ось поворота откидывающегося зеркала перпендикулярна оси первой линзовой группы. 2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что в ночном канале в качестве изображающего объектива используется зеркально-линзовая система.