ПРИБОР НОЧНОГО ВИДЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2001 года по МПК G02B23/12 G02B23/10 H01J40/14 

Группа изобретений относится к области оптико-электронной техники и может быть использована в приборах ночного видения с электронно-оптическими преобразователями (ЭОП) и пьезоэлементами.

Известны приборы ночного видения, содержащие объектив, ЭОП, блок питания с заменяемыми элементами питания и окуляр [1,2]. Необходимость замены элементов питания после использования их ресурса создает неудобства для потребителя при эксплуатации прибора.

Наиболее близким аналогом к заявляемым техническим решениям по обоим вариантам является прибор ночного видения [3], содержащий установленные в корпусе объектив, ЭОП, блок питания и окуляр. Блок питания содержит по меньшей мере один пьезоэлемент, торцы которого соединены один с анодом, другой с катодом ЭОП, а также механическое нажимное устройство с рычагом. При эксплуатации такого прибора потребитель, воздействуя рукой на конец рычага механического нажимного устройства с усилием от 14,2 до 17 кгс, создает усилие на торце пьезоэлемента, увеличенное в число раз, равное соотношению плеч от конца рычага до упора и от конца рычага до торца пьезоэлемента, вызывающее сжатие пьезоэлемента и появление напряжения на ЭОП. Наблюдение производится при нажатом и удерживаемом в этом состоянии рычаге. При снятии потребителем усилия прекращается работа прибора ночного видения.

Конструкция указанного прибора не может обеспечить достаточное удобство эксплуатации для потребителя, т. к. последний вынужден удерживать рычаг в нажатом состоянии, постоянно прикладывая мышечное усилие одновременно с наблюдением в окуляр прибора, часто в экстремальных и опасных для жизни условиях, а также в условиях плохой видимости или в полной темноте. Кроме того, когда потери в емкостных контурах прибора приведут к уменьшению подаваемого на ЭОП напряжения менее минимально допустимого рабочего напряжения, потребителю необходимо производить повторное нажатие и удерживание рычага нажатым.

Задачей заявляемой группы изобретений является создание удобных в эксплуатации компактных приборов ночного видения.

Технический результат - исключение необходимости удержания потребителем рычага нажимного устройства прибора в нажатом состоянии в процессе наблюдения за счет особенностей схемы подсоединения пьезоэлемента, удобство настройки и эксплуатации прибора за счет конструктивного выполнения нажимного устройства, компактность прибора ночного видения.

Это достигается тем, что в приборе ночного видения по первому варианту, содержащем установленные в корпусе объектив, электронно-оптический преобразователь, блок питания, окуляр, при этом блок питания содержит по меньшей мере один пьезоэлемент, торцы которого соединены один с анодом, другой с фотокатодом электронно-оптического преобразователя, а также механическое нажимное устройство с рычагом, предназначенным для воздействия на торец пьезоэлемента, в отличие от известного, фотокатод электронно-оптического преобразователя соединен с торцем пьезоэлемента, имеющим положительный потенциал при его сжатии, а анод - с торцем пьезоэлемента, имеющим отрицательный потенциал при его сжатии.

Прибор по второму варианту, в отличие от известного, снабжен блокирующим положительную полуволну напряжения элементом, выполненным, например, в виде диода, соединенного анодом с положительным торцем пьезоэлемента и фотокатодом электронно-оптического преобразователя, а катодом с отрицательным торцем пьезоэлемента и анодом электронно-оптического преобразователя. В приборе также положительный торец пьезоэлемента соединен с фотокатодом, а отрицательный - с анодом электронно-оптического преобразователя.

При этом в приборах по обоим вариантам исполнения механическое нажимное устройство выполнено в виде кронштейна с двумя жесткими упорами, между которыми в подпятниках размещен пьезоэлемент, роликов, установленных в пазах кронштейна со стороны первого упора с возможностью взаимного обкатывания, регулятора сжатия, установленного во втором упоре, рычаг снабжен сквозными продольными пазами и шарнирно подвешен на роликах, пропущенных наружу через его пазы.

На фиг. 1 схематично изображен прибор ночного видения по первому варианту; на фиг. 2 - по второму варианту.

Прибор по обоим вариантам содержит установленные в корпусе объектив 1 (фиг. 1,2), ЭОП 2, окуляр 3. Блок питания содержит механическое нажимное устройство, состоящее из кронштейна 4 с двумя жесткими упорами 5 и 6, между которыми размещен пьезоэлемент 7. В пазах кронштейна 4 установлено три ролика 8, 9 и 10, которые имеют возможность попарного обкатывания первого ролика 8 со вторым 9 и второго с третьим 10. Нажимной рычаг 11 снабжен сквозными продольными пазами 12 и шарнирно подвешен на роликах 8, 9, 10, пропущенных наружу через его пазы. Ролик 10 взаимодействует с торцем пьезоэлемента 7 через первый подпятник 13, снабженный продольным пазом 14, а со вторым торцем пьезоэлемента 7 взаимодействует через второй подпятник 15 регулятор сжатия, выполненный в виде регулировочного винта 16, установленного во втором упоре 6 кронштейна.

В приборе по первому варианту (фиг. 1) фотокатод ЭОПа 2 соединен с торцем пьезоэлемента 7, имеющим положительный потенциал при сжатии, а анод - с торцем пьезоэлемента, имеющим отрицательный потенциал при сжатии.

В приборе по второму варианту, кроме этого, диод 17 (фиг. 2) соединен анодом с положительным торцем пьезоэлемента 7 и фотокатодом ЭОПа 2, а катодом - с отрицательным торцем пьезоэлемента 7 и анодом ЭОПа 2.

Прибор работает следующим образом. Предметы местности через объектив 1 изображаются в его фокальной плоскости, усиливаются ЭОП 2 и рассматриваются через окуляр 3. Напряжение питания ЭОП 2 обеспечивается за счет пьезоэлемента 7. На торец последнего воздействует усилие от рычага 11 через ролики 8-10 и подпятник 13.

В приборе по первому варианту (фиг. 1) при механическом сжатии пьезоэлемента 7 появляется электричество, заряжающее торцы пьезоэлемента со знаком, соответствующим обозначению на пьезоэлементе, но противоположным необходимому для работы ЭОП 2, т.е. ЭОП 2 оказывается "закрытым" (наблюдение в прибор невозможно). При снятии нажимающего усилия на пьезоэлемент 7 на его торцах появляется электричество с полярностью, противоположной обозначению на пьзоэлементе, что приводит к подаче оптимального напряжения на ЭОП, его включению и возможности наблюдения в прибор. Таким образом, осуществляется режим наблюдения при отсутствии необходимости удержания потребителем рычага нажимного устройства в нажатом состоянии.

В приборе по второму варианту (фиг. 2) при механическом сжатии пьезоэлемента 7 появляющаяся положительная полуволна напряжения блокируется диодом 17, напряжение на ЭОП 2 не поступает, наблюдение в прибор невозможно. При отпускании рычага 11 появляющаяся отрицательная полуволна напряжения прикладывается необходимой полярностью к электродам ЭОП 2, он включается и осуществляется наблюдение через прибор. Таким образом наблюдение производится при отпущенном рычаге 11, как и в первом варианте.

В обоих представленных вариантах после угасания экрана ЭОПа 2 нажатие на рычаг 11 повторяют с последующим его отпусканием.

Величина напряжения на пьезоэлементе 7 регулируется при отладке прибора (в процессе изготовления) и устанавливается требуемой для ЭОП величины за счет суммы усилий, воздействующих на торцы пьезоэлемента от рычага 11 и регулировочного винта 16.

Таким образом, наличие в вариантах исполнения прибора новых признаков и новых связей между элементами конструкций по сравнению с известными позволяют обеспечить указанный технический результат и определяют новизну и изобретательский уровень предложенных технических решений, а возможность изготовления таких приборов на предприятии оптической промышленности доказывает их "промышленную применимость", что в совокупности устанавливает соответствие заявляемых вариантов приборов ночного видения условиям патентоспособности изобретения.

Источники информации
1. Журнал "Электронная промышленность", 1990 г., N 5, с. 73-75.

2. Международная заявка N WO 96/28753, Компактный прибор ночного видения, кл. G 02 B 23/12, H 01 J, 31/50, 40/14, опубл. 19.09.99 г.

3. Патент России N 2130196, Прибор ночного видения, кл. G 02 В 23/00, 23/12, публ. 1999 г., БИ N 13.

Изобретение относится к оптико-электронной технике и может быть использовано в приборах ночного видения с электронно-оптическими преобразователями (ЭОП) и пьезоэлементами. Заявленный прибор ночного видения содержит объектив, ЭОП, окуляр, блок питания с пьезоэлементом, торцы которого соединены с ЭОП, и нажимным устройством с рычагом, предназначенным для воздействия на торец пьезоэлемента. В отличие от известного, в приборе торец пьезоэлемента, имеющий положительный потенциал при его сжатии, соединен с фотокатодом, а торец пьезоэлемента, имеющий отрицательный потенциал при его сжатии, - с анодом ЭОПа. В другом варианте исполнения в прибор дополнительно введен блокирующий положительную полуволну напряжения элемент, выполненный в виде диода. Механическое нажимное устройство выполнено в виде кронштейна с двумя жесткими упорами, между которыми в подпятниках размещен пьезоэлемент, роликов, установленных в пазах кронштейна со стороны первого упора с возможностью взаимного обкатывания, регулятора сжатия, установленного во втором упоре, рычаг снабжен сквозными продольными пазами и шарнирно подвешен на роликах, пропущенных наружу через его пазы. Режим наблюдения осуществляется при отсутствии необходимости удержания рычага нажимного устройства в нажатом состоянии. Технический результат - исключение необходимости удержания оператором рычага нажимного устройства прибора в нажатом состоянии в процессе наблюдения, удобство настройки и эксплуатации, компактность прибора. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Прибор ночного видения, содержащий установленные в корпусе объектив, электронно-оптический преобразователь, блок питания, окуляр, при этом блок питания содержит, по меньшей мере, один пьезоэлемент, торцы которого соединены один с анодом, другой - с фотокатодом электронно-оптического преобразователя, а также механическое нажимное устройство с рычагом, предназначенным для воздействия на торец пьезоэлемента, отличающийся тем, что фотокатод электронно-оптического преобразователя соединен с торцом пьезоэлемента, имеющим положительный потенциал при его сжатии, а анод - с торцом пьезоэлемента, имеющим отрицательный потенциал при его сжатии. 2. Прибор ночного видения, содержащий установленные в корпусе объектив, электронно-оптический преобразователь, блок питания, окуляр, при этом блок питания содержит, по меньшей мере, один пьезоэлемент, торцы которого соединены один с анодом, другой с катодом электронно-оптического преобразователя, а также механическое нажимное устройство с рычагом, предназначенным для воздействия на торец пьезоэлемента, отличающийся тем, что торец пьезоэлемента, имеющий положительный потенциал при его сжатии, соединен с фотокатодом, а торец пьезоэлемента, имеющий отрицательный потенциал при его сжатии, - с анодом электронно-оптического преобразователя, и дополнительно введен блокирующий положительную полуволну напряжения элемент, выполненный, например, в виде диода, соединенного анодом с торцом пьезоэлемента, имеющим положительный потенциал при его сжатии, и фотокатодом электронно-оптического преобразователя, а катодом - с торцом пьезоэлемента, имеющим отрицательный потенциал при его сжатии, и анодом электронно-оптического преобразователя. 3. Прибор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что механическое нажимное устройство выполнено в виде кронштейна с двумя жесткими упорами, между которыми в подпятниках размещен пьезоэлемент, роликов, установленных в пазах кронштейна со стороны первого упора с возможностью взаимного обкатывания, регулятора сжатия, установленного во втором упоре, рычаг снабжен сквозными продольными пазами и шарнирно подвешен на роликах, пропущенных наружу через его пазы.