RU206726U1

RU206726U1 - Day / night monocular

Info

Publication number: RU206726U1
Application number: RU2021118046U
Authority: RU
Inventors: Виктор Генрихович Волков; Яков Владимирович Гицилевич; Павел Дмитриевич Гиндин; Владимир Владимирович Карпов; Сергей Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "Московский завод "САПФИР"
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к монокулярам. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение дальности распознавания объекта наблюдения. Данная задача решается благодаря использованию дневного объектива в сочетании с элементом ночного объектива для повышения дальности распознавания объекта наблюдения.The proposed utility model relates to the technique of optoelectronic observation devices, in particular, to monoculars. The task of the proposed utility model is to increase the recognition range of the object of observation. This problem is solved by using a day lens in combination with a night lens element to increase the recognition range of an object of observation.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к монокулярам.The proposed utility model relates to the technique of optoelectronic observation devices, in particular, to monoculars.

Известен принятый за аналог ночной монокуляр «Альфа-9022» фирмы ФГУП НПО «Альфа» (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с, с. 61, рис. 2.2.14). Он состоит из последовательно установленных на оптической оси объектива, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) с микроканальной пластиной (МКП) и окуляра.Known adopted as an analogue night monocular "Alpha-9022" firm FSUE NPO "Alpha" (see Geykhman I.L., Volkov V.G. Vision and security. M .: Novosti, 2009, 840 p. . 2.2.14). It consists of a lens sequentially mounted on the optical axis, an image intensifier with a microchannel plate (MCP) and an eyepiece.

Недостатками такого устройства являются его неспособность работать днем и невозможность распознавания объекта наблюдения на повышенных дальностях из-за низкого увеличения монокуляра.The disadvantages of such a device are its inability to work during the day and the impossibility of recognizing the object of observation at increased ranges due to the low magnification of the monocular.

Известен принятый за прототип дневно-ночной монокуляр ОВ-50 фирмы Sopelem, Франция (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с, с. 81, рис. 2.3.10д). Он содержит ночной канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси ночного объектива, ЭОП с МКП, куб-призмы и окуляра. Устройство содержит также дневной канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси дневного объектива, сетки, находящейся в его задней фокальной плоскости, линзовой оборачивающей системы, содержащей первый и второй линзовые компоненты, между которыми установлено плоское зеркало, причем второй линзовый компонент оптически сопряжен через гипотенузную грань куб-призмы с окуляром. Дневно-ночной монокуляр обеспечивает возможность наблюдения как ночью, так и днем.Known adopted as a prototype day-night monocular OV-50 from Sopelem, France (see Geykhman I.L., Volkov V.G. Vision and safety. M .: Novosti, 2009, 840 p. 81, Fig. 2.3 .10e). It contains a night channel, consisting of a night objective, an image intensifier tube with a MCP, a cube-prism and an eyepiece, which are sequentially installed on the optical axis of the night lens. The device also contains a day channel, consisting of sequentially installed on the optical axis of the daytime lens, a grid located in its rear focal plane, a lens turning system containing the first and second lens components, between which a flat mirror is installed, and the second lens component is optically coupled through the hypotenuse face of a prism cube with an eyepiece. The day / night monocular provides the ability to observe both at night and during the day.

Однако по-прежнему недостатком устройства является невозможность распознавания объекта наблюдения на повышенных дальностях из-за низкого увеличения монокуляра.However, the disadvantage of the device is still the impossibility of recognizing the object of observation at increased ranges due to the low magnification of the monocular.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение дальности распознавания объекта наблюдения.The task of the proposed utility model is to increase the recognition range of the object of observation.

Указанная задача решается тем, что дневно-ночной монокуляр, содержащий ночной канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси ночного объектива, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, куб-призмы и окуляра, дневной канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси дневного объектива, сетки, находящейся в его задней фокальной плоскости, линзовой оборачивающей системы, содержащий первый линзовый компонент, плоское зеркало и второй линзовый компонент, оптически сопряженный через гипотенузную грань куб-призмы с окуляром, отличающийся тем, что ночной объектив выполнен двухэлементным, между первым и вторым линзовыми элементами ночного объектива дополнительно установлено первое дихроичное плоское зеркало, на входе ночного объектива установлена первая откидывающаяся заслонка, на входе дневного объектива установлена вторая откидывающаяся заслонка, на выходе дневного дополнительно установлено второе дихроичное зеркало, оптически сопрягающее дневной объектив через первое дихроичное плоское зеркало и второй линзовый элемент с фотокатодом электронно-оптического преобразователя.This problem is solved by the fact that a day-night monocular containing a night channel consisting of a night objective, an image converter with a microchannel plate, a cube-prism and an eyepiece, sequentially installed on the optical axis of a daytime lens, a grid located in its rear focal plane, a lens turning system containing a first lens component, a flat mirror and a second lens component, optically coupled through the hypotenuse face of the cube-prism with an eyepiece, characterized in that the night lens is made of two elements, between the first and the second lens elements of the night lens additionally installed the first dichroic flat mirror, the first hinged shutter was installed at the inlet of the night lens, the second hinged shutter was installed at the inlet of the day lens, the second dichroic mirror was installed at the outlet of the day lens, optically with hinged daylight lens through the first dichroic flat mirror and the second lens element with the photocathode of the image converter.

Данная задача решается благодаря использованию дневного объектива в сочетании с элементом ночного объектива для повышения дальности распознавания объекта наблюдения.This problem is solved by using a day lens in combination with a night lens element to increase the recognition range of an object of observation.

Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на фиг. 1. Устройство содержит ночной канал 1, дневной канал 2. Ночной канал 1 содержит последовательно установленные на оптической оси первую откидывающуюся заслонку 4, первый линзовый элемент 5 ночного объектива 3, первое дихроичное плоское зеркало 7, второй линзовый элемент 6 ночного объектива 3, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 8 с микроканальной пластиной (МКП) 9, куб-призму 10 и окуляр 11. На выходе дихроичного плоского зеркала 5 установлен проекционный объектив 11. Дневной канал 2 содержит последовательно установленные на оптической оси вторую откидывающуюся заслонку 12, дневной объектив 13, второе дихроичное плоское зеркало 14, сетку 15, установленную в задней фокальной плоскости дневного объектива 13, линзовую оборачивающую систему 16, между первым 17 и вторым 18 линзовыми компонентами которой установлено плоское зеркало 19.A block diagram of the proposed utility model is shown in Fig. 1. The device contains a night channel 1, a day channel 2. The night channel 1 contains sequentially installed on the optical axis of the first folding shutter 4, the first lens element 5 of the night lens 3, the first dichroic flat mirror 7, the second lens element 6 of the night lens 3, electronic an optical converter (EOC) 8 with a microchannel plate (MCP) 9, a cube-prism 10 and an eyepiece 11. A projection lens 11 is installed at the output of the dichroic flat mirror 5. , a second dichroic flat mirror 14, a grid 15 installed in the rear focal plane of a daytime lens 13, a lens turning system 16, between the first 17 and second 18 lens components of which a flat mirror 19 is installed.

В ночном канале 1 первое дихроичное плоское зеркало 7 пропускает в области спектра 0,8 - 1,0 мкм и отражает в области спектра 1,1 - 1,7 мкм. Фотокатод ЭОП 8 работает в области спектра 0,8 - 1,7 мкм, а его экран - в области спектра 0,53 - 0,56 мкм. Оптическое покрытие гипотенузной грани куб-призмы 10 пропускает в области спектра 0,53 - 0,56 мкм и отражает в области спектра 0,38 - 0,78 мкм. Второе дихроичное плоское зеркало 14 пропускает в области спектра 0,38 - 0,78 мкм и отражает в области спектра 1,1 - 1,7 мкм.In the night channel 1, the first dichroic flat mirror 7 transmits in the spectral region 0.8 - 1.0 μm and reflects in the spectral region 1.1 - 1.7 μm. The photocathode of the image intensifier tube 8 operates in the spectral range of 0.8 - 1.7 microns, and its screen - in the spectral region 0.53 - 0.56 microns. The optical coating of the hypotenuse face of the cube-prism 10 transmits in the spectral region 0.53 - 0.56 μm and reflects in the spectral region 0.38 - 0.78 μm. The second dichroic flat mirror 14 transmits in the spectral region 0.38 - 0.78 microns and reflects in the spectral region 1.1 - 1.7 microns.

Устройство работает следующим образом. При функционировании устройства днем работает дневной канал 2, вторая заслонка 12 откинута, а первая заслонка 4 закрыта. Свет от Солнца, отраженный от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в дневной объектив 13. Он создает в своей задней фокальной плоскости на сетке 15 перевернутое изображение объекта и фона. При этом свет проходит через второе дихроичное плоское зеркало 14. Первый линзовый компонент 17 линзовой оборачивающей системы 16, сфокусированный на сетку 15, с помощью плоского зеркала 19 и второго линзового компонента 18 передает изображение объекта и фона в заднюю фокальную плоскость этого компонента, которая совпадает с передней фокальной плоскостью окуляра 11 и оптически сопряжена с ней через гипотенузную грань куб-призмы 10. При этом в передней фокальной плоскости окуляра 11 с помощью линзовой оборачивающей системы 16 создается прямое изображение объекта и фона. Оператор наблюдает дневное изображение объекта и фона, передаваемое через куб-призму 10 в окуляр 11.The device works as follows. When the device is operating during the day, daytime channel 2 operates, the second damper 12 is folded back, and the first damper 4 is closed. Light from the Sun, reflected from the object of observation and the surrounding background, arrives at the daytime lens 13. It creates an inverted image of the object and the background in its rear focal plane on the grid 15. In this case, the light passes through the second dichroic flat mirror 14. The first lens component 17 of the lens turning system 16, focused on the grid 15, with the help of the flat mirror 19 and the second lens component 18 transfers the image of the object and the background to the rear focal plane of this component, which coincides with the front focal plane of the eyepiece 11 and is optically coupled with it through the hypotenuse face of the cube-prism 10. In this case, a direct image of the object and the background is created in the front focal plane of the eyepiece 11 using the lens turning system 16. The operator observes the daytime image of the object and background transmitted through the cube-prism 10 to the eyepiece 11.

При работе ночью в условиях нормированного уровня ЕНО ≥3х10^-3 лк для обеспечения поиска и обнаружения объекта используется ночной канал 1. При этом первая заслонка 4 открыта, а вторая заслонка 12 закрыта. Излучение звезд и Луны, определяющее уровень ЕНО, отражается от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в первый линзовый элемент 5 ночного объектива 3. При этом излучение последовательно проходит через первый линзовый элемент 5 ночного объектива 3, дихроичное плоское зеркало 7 и второй линзовый элемент 6 ночного объектива 3. Линзовые элементы 5 и 6 создают изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 8. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 9. Изображение объекта и фона передается через куб-призму 10 и наблюдается оператором через окуляр 11.When working at night in conditions of a standardized level EHO ≥3x10 ^-3 lx, night channel 1 is used to ensure the search and detection of an object. In this case, the first damper 4 is open, and the second damper 12 is closed. The radiation of the stars and the Moon, which determines the level of EHO, is reflected from the object of observation and the surrounding background, arrives at the first lens element 5 of the night objective 3. In this case, the radiation sequentially passes through the first lens element 5 of the night objective 3, the dichroic flat mirror 7 and the second lens element 6 night lens 3. Lens elements 5 and 6 create an image of the object and the background on the photocathode of the image intensifier 8. It converts the image into a visible one and enhances it in brightness using the MCP 9. The image of the object and background is transmitted through the cube-prism 10 and is observed by the operator through the eyepiece eleven.

После завершения поиска объекта и его обнаружения в процессе работы ночного канала 1 первый линзовый элемент 5 ночного объектива 3 перекрывается первой заслонкой 4. При этом вторая заслонка 12 дневного канала 2 открыта. Дневной объектив 13 и второй линзовый элемент 6 ночного объектива 3 образуют ночной длиннофокусный объектив. Излучение звезд и Луны, отраженное от объекта и фона, проходит через дневной объектив 13, последовательно отражается от второго 14 и первого 7 дихроичных плоских зеркал, приходит во второй линзовый элемент 6, который создает изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 8. Далее устройство работает так, как это было описано выше. Поскольку длиннофокусный объектив обеспечивает большее увеличение в ночном канале 1, чем ночной объектив 3, состоящий из линзовых элементов 5 и 6, то благодаря этому обеспечивается распознавание объекта на большей дальности по сравнению с ночным каналом 1 при использовании ночного объектива 3, состоящего из линзовых элементов 5 и 6. На ночной канал 1 с таким объективом ложится, таким образом, функция поиска и обнаружения объекта в широком угле поля зрения, а при использовании длиннофокусного объектива - функция распознавания объекта при сравнительно небольшом угле поля зрения. Заслонки 4 и 12 используются для попеременной работы ночного объектива 3 и ночного длиннофокусного объектива.After completing the search for an object and its detection during the operation of the night channel 1, the first lens element 5 of the night lens 3 is blocked by the first shutter 4. The second shutter 12 of the day channel 2 is open. The day lens 13 and the second lens element 6 of the night lens 3 form a long-focus night lens. The radiation of the stars and the Moon, reflected from the object and the background, passes through the daytime lens 13, is successively reflected from the second 14 and the first 7 dichroic flat mirrors, arrives at the second lens element 6, which creates an image of the object and background on the photocathode of the image intensifier 8. Then the device operates as described above. Since the long-focus lens provides a greater magnification in the night channel 1 than the night lens 3, consisting of lens elements 5 and 6, this ensures object recognition at a greater distance than the night channel 1 when using the night lens 3, consisting of lens elements 5 and 6. Night channel 1 with such a lens thus provides the function of searching and detecting an object in a wide angle of the field of view, and when using a long-focus lens - the function of recognizing an object at a relatively small angle of the field of view. Flaps 4 and 12 are used to alternately operate the night lens 3 and the night telephoto lens.

В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.At present, a schematic diagram of the device has been developed and its prototyping has been completed.

Таким образом, благодаря использованию дневного объектива в сочетании с элементом ночного объектива повышается дальность распознавания объекта наблюдения.Thus, by using a daytime lens in combination with a nighttime lens element, the detection range of an object of observation is increased.

Claims

Day-night monocular, containing a night channel, consisting of a night lens, an image converter with a microchannel plate, a cube-prism and an eyepiece, which are sequentially installed on the optical axis of the day lens, a its rear focal plane, lens turning system, containing a first lens component, a flat mirror and a second lens component, optically coupled through the hypotenuse face of the cube-prism with an eyepiece, characterized in that the night lens is made two-element, between the first and second lens elements of the night lens additionally the first dichroic flat mirror is installed, the first flip-down flap is installed at the entrance of the night lens, the second flap is installed at the inlet of the day lens, the second dichroic mirror is additionally installed at the outlet of the day lens, optically connecting the day lens through the a second dichroic flat mirror and a second lens element with a photocathode of an image intensifier.