RU207447U1

RU207447U1 - Active pulse television night vision device with a mirror lens lens

Info

Publication number: RU207447U1
Application number: RU2021119680U
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: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2021-10-28

Abstract

Полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к приборам ночного видения (ПНВ).Активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения содержит импульсный лазерный осветитель, блок наблюдения и блок стробирования. Импульсный лазерный осветитель содержит блок накачки, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель и объектив формирования излучения, блок наблюдения состоит из зеркально-линзового объектива, узкополосного фильтра, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, оптики переноса, телевизионной камеры, подключенной к телевизионному монитору, блок стробирования содержит задающий генератор импульсов, блок регулируемой задержки и формирователь стробирующих импульсов. Дополнительно введены второй импульсный лазерный полупроводниковый излучатель, вход которого подключен к выходу второго блока накачки, и двухпозиционный переключатель, первый и второй неподвижные контакты которого подключены ко входам первого и второго блоков накачки, подвижный контакт подключен к первому выходу задающего генератора импульсов, второй выход блока регулируемой задержки подключен через измеритель временных интервалов, выход которого подключен к светодиодному индикатору дальности, на который сфокусирован проекционный объектив, оптически сопряженный через светоделительное плоское зеркало с матрицей ПЗС телевизионной камеры. Технический результат - обеспечение поиска и обнаружения объекта наблюдения при работе в активно-импульсном режиме с возможностью ввода цифрового значения дальности до объекта в ТВ канал и на экран ТВ монитора. 1 ил.The utility model relates to the technique of optoelectronic observation devices, in particular, to night vision devices (NVD). An active-pulse television night vision device contains a pulsed laser illuminator, an observation unit and a strobing unit. The pulsed laser illuminator contains a pump unit, a pulsed laser semiconductor emitter and a radiation formation lens, the observation unit consists of a mirror-lens lens, a narrow-band filter, an image converter with a microchannel plate, transfer optics, a television camera connected to a television monitor, a gating unit contains master pulse generator, adjustable delay unit and gate pulse shaper. Additionally, a second pulse semiconductor laser emitter is introduced, the input of which is connected to the output of the second pumping unit, and a two-position switch, the first and second fixed contacts of which are connected to the inputs of the first and second pumping units, the movable contact is connected to the first output of the master pulse generator, the second output of the adjustable delay is connected through a time interval meter, the output of which is connected to the LED range indicator, on which the projection lens is focused, optically coupled through a plane beam-splitting mirror with the CCD matrix of the television camera. EFFECT: provision of search and detection of the object of observation during operation in active-pulse mode with the possibility of entering a digital value of the distance to the object into the TV channel and on the screen of the TV monitor. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к приборам ночного видения (ПНВ).The proposed utility model relates to the technique of optoelectronic observation devices, in particular, to night vision devices (NVD).

Известен принятый за аналог активно-импульсный прибор ночного видения (АИ ПНВ) - активно-импульсный (АИ) ночной бинокль (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Достижения в технике видения. М.: Техносфера, 2019, в двух книгах, книга 2, с. 48, рис. 1.3.2, АИ ночной бинокль «Импульс-1»). АИ ПНВ содержит импульсный лазерный осветитель (ИЛО), блок наблюдения и блок стробирования. ИЛО состоит из блока накачки, подключенному к импульсному лазерному полупроводниковому излучателю (ИЛПИ), на излучающую поверхность которого сфокусирован объектив формирования излучения (ОФИ). Блок наблюдения состоит из последовательно установленных на оптической оси линзового объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) с микроканальной пластиной (МКП) и окулярной системы. Блок стробирования содержит последовательно соединенные задающий генератор импульсов (ЗГИ), блок регулируемой задержки (БРЗ) и формирователь стробирующих импульсов (ФСИ), выход которого подключен к МКП. Первый выход ЗГИ подключен к блоку накачки, а второй его выход - ко входу БРЗ. Недостатками устройства являются сравнительно низкое качество изображения, обусловленное применением линзового ночного объектива, невозможность электронной обработки изображения в реальном масштабе времени, невозможность дублирования изображения и дистанционной его передачи, невозможность поиска и обнаружения объекта наблюдения при работе устройства в АИ режиме, быстрая утомляемость оператора из-за необходимости наблюдения через окулярную систему, отсутствие ввода цифрового значения дальности в окулярную систему.Known adopted as an analogue active-pulse night vision device (AI NVV) - active-pulse (AI) night binoculars (see Volkov V.G., Gindin P.D. two books, book 2, p. 48, Fig. 1.3.2, AI night binoculars "Impulse-1"). AI PNV contains a pulsed laser illuminator (ILO), an observation unit and a strobing unit. ILO consists of a pumping unit connected to a pulsed laser semiconductor emitter (ILPS), on the emitting surface of which a radiation formation lens (OFL) is focused. The observation unit consists of a lens objective installed in series on the optical axis, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an electron-optical converter (EOC) with a microchannel plate (MCP) and an eyepiece system. The gating unit contains a serially connected master pulse generator (MCP), an adjustable delay unit (BRZ), and a gating pulse generator (FSI), the output of which is connected to the MCP. The first output of the MOI is connected to the pumping unit, and its second output is connected to the input of the BRZ. The disadvantages of the device are the relatively low image quality due to the use of a lens night objective, the impossibility of electronic processing of the image in real time, the impossibility of duplicating the image and its remote transmission, the impossibility of searching and detecting the object of observation when the device is operating in the AI mode, the operator's fatigue due to the need for observation through the eyepiece system, the lack of entering a digital value of the range into the eyepiece system.

Известен принятый за прототип АИ ТВ ПНВ (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Достижения в технике видения. М.: Техносфера, 2019, в двух книгах, книга 1, с. 52, рис. 1.3.11, АИ ТВ ПНВ «Беркут»). АИ ТВ ПНВ содержит ИЛО, блок наблюдения и блок стробирования. ИЛО состоит из блока накачки, подключенному к ИЛПИ, на излучающую поверхность которого сфокусирован ОФИ. Блок наблюдения состоит из последовательно установленных на оптической оси зеркально-линзового объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, ЭОП с МКП, оптики переноса, содержащей первый и второй линзовые компоненты, и ТВ камеру, подключенную к ТВ монитору. При этом первый линзовый компонент оптики переноса сфокусирован на экран ЭОП, а второй ее линзовый компонент сфокусирован на матрицу ПЗС ТВ камеры. Блок стробирования содержит последовательно соединенные задающий генератор импульсов (ЗГИ), блок регулируемой задержки (БРЗ) и формирователь стробирующих импульсов (ФСИ), выход которого подключен к МКП. Первый выход ЗГИ подключен к блоку накачки, а второй его выход - ко входу БРЗ. Благодаря использованию в блоке наблюдения зеркально-линзового объектива данное устройство по сравнению с устройством-аналогом имеет более высокое качество изображения. За счет применения ТВ канала создается возможность электронной обработки изображения в реальном масштабе времени, возможность дублирования изображения и дистанционной его передачи, снижение утомляемости оператора за счет наблюдения изображения с экрана ТВ монитора вместо наблюдения изображения через окулярную систему. Однако устройство-прототип по-прежнему не обеспечивает поиск и обнаружение объекта наблюдения при работе устройства в АИ режиме. Кроме того, устройство-прототип не допускает ввод цифрового значения дальности до объекта наблюдения в ТВ канал с последующим его видением с экрана ТВ монитора.Known adopted as a prototype AI TV NVG (see Volkov V.G., Gindin P.D. Achievements in the technique of vision. M .: Technosphere, 2019, in two books, book 1, p. 52, Fig. 1.3.11, AI TV PNV "Berkut"). AI TV PNV contains ILO, observation unit and gating unit. The ILO consists of a pump unit connected to the ILPI, on the emitting surface of which the OPI is focused. The observation unit consists of a mirrored-lens objective installed in series on the optical axis, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an image intensifier with a MCP, transfer optics containing the first and second lens components, and a TV camera connected to a TV monitor. In this case, the first lens component of the transfer optics is focused on the screen of the image intensifier, and its second lens component is focused on the CCD matrix of the TV camera. The gating unit contains a serially connected master pulse generator (MCP), an adjustable delay unit (BRZ), and a gating pulse generator (FSI), the output of which is connected to the MCP. The first output of the MOI is connected to the pumping unit, and its second output is connected to the input of the BRZ. Due to the use of a mirror-lens lens in the observation unit, this device has a higher image quality compared to an analog device. Due to the use of a TV channel, the possibility of electronic processing of the image in real time is created, the possibility of image duplication and its remote transmission, reduction of operator fatigue by observing the image from the TV monitor screen instead of observing the image through the eyepiece system. However, the prototype device still does not provide search and detection of the object of observation when the device is operating in AI mode. In addition, the prototype device does not allow input of the digital value of the distance to the object of observation into the TV channel, followed by its vision from the TV monitor screen.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение поиска и обнаружения объекта наблюдения при работе устройства в АИ режиме с возможностью ввода цифрового значения дальности до объекта наблюдения в ТВ канал с последующим видением с экрана ТВ монитора.The task of the proposed utility model is to ensure the search and detection of the object of observation when the device is operating in the AI mode with the possibility of entering a digital value of the distance to the object of observation into the TV channel with subsequent vision from the TV monitor screen.

Указанная задача решается благодаря тому, что активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения, в состав которого входит импульсный лазерный осветитель, блок наблюдения и блок стробирования, причем импульсный лазерный осветитель содержит блок накачки, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель и объектив формирования излучения, сфокусированный на излучающую поверхность импульсного лазерного полупроводникового излучателя, к которому подключен выход блока накачки, блок наблюдения состоит из последовательно установленных на оптической оси зеркально-линзового объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптический преобразователь с микроканальной пластиной, оптики переноса, содержащей первый и второй линзовые компоненты, телевизионной камеры, подключенной к телевизионному монитору, причем первый линзовый компонент сфокусирован на экран электронно-оптического преобразователя, а второй линзовый компонент сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной камеры, зеркально-линзовый объектив состоит из последовательно установленных на оптической оси линзы-зеркала, на вторую по ходу луча плоскую оптическую поверхность которой нанесено концентрическое кольцевое зеркально отражающее покрытие, зеркала Манжена, линзового компенсатора полевых аберраций, оптически сопряженного с фотокатодом электронно-оптического преобразователя, при этом зеркало Манжена оптически сопряжено с линзовым компенсатором полевых аберраций через концентрическое кольцевое зеркально отражающее покрытие плоской оптической поверхности, блок стробирования содержит последовательно соединенные задающий генератор импульсов, блок регулируемой задержки и формирователь стробирующих импульсов, выход которого подключен к микроканальной пластине, причем первый выход задающего генератора импульсов подключен ко входу блока накачки, а второй выход подключен ко входу блока регулируемой задержки, отличающийся тем, что импульсный лазерный полупроводниковый излучатель оптически сопряжен через дополнительно введенное дихроичное плоское зеркало с объективом формирования излучения, выполненного в виде центральной части линзы-зеркала, на выходе которой дополнительно установлен первый линзовый элемент, и через это же зеркало объектив формирования излучения оптически сопряжен через дополнительно введенный второй линзовый элемент с дополнительно введенным вторым импульсным лазерным полупроводниковым излучателем, вход которого подключен к выходу дополнительно введенного второго блока накачки, импульсный лазерный осветитель содержит дополнительно введенный двухпозиционный переключатель, первый неподвижный контакт которого подключен ко входу первого блока накачки, второй неподвижный контакт подключен ко входу второго блока накачки, подвижный контакт подключен к первому выходу задающего генератора импульсов, второй выход блока регулируемой задержки подключен через дополнительно введенный измеритель временных интервалов, выход которого подключен к дополнительно введенному светодиодному индикатору дальности, на который сфокусирован дополнительно введенный проекционный объектив, оптически сопряженный через дополнительно введенное светоделительное плоское зеркало, установленное между первым и вторым линзовыми компонентами, и второй линзовый компонент с матрицей ПЗС телевизионной камеры.This problem is solved due to the fact that an active-pulse television night vision device, which includes a pulsed laser illuminator, an observation unit and a strobing unit, and the pulsed laser illuminator contains a pump unit, a pulsed laser semiconductor emitter and a radiation formation lens focused on the emitting surface of a pulsed laser semiconductor emitter, to which the output of the pumping unit is connected, the observation unit consists of a mirror-lens objective installed in series on the optical axis, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an image converter with a microchannel plate, transfer optics containing the first and a second lens component, of a television camera connected to a television monitor, the first lens component being focused on the image converter screen, and the second lens component being focused on centered on the CCD matrix of a television camera, the mirror-lens lens consists of a mirror-lens installed in series on the optical axis, on the second along the beam direction of the beam, a concentric annular mirror-reflecting coating is applied, a Mangin mirror, a lens compensator of field aberrations, optically coupled with a photocathode electron-optical converter, while the Mangin mirror is optically coupled with a lens compensator of field aberrations through a concentric annular mirror-reflecting coating of a flat optical surface, the gating unit contains a master pulse generator, an adjustable delay unit and a gate pulse shaper connected in series, the output of which is connected to a microchannel plate, moreover, the first output of the master pulse generator is connected to the input of the pumping unit, and the second output is connected to the input of the adjustable delay unit, characterized in that the pulsed laser semiconductor The nickname emitter is optically coupled through an additionally introduced dichroic flat mirror with a radiation formation lens made in the form of a central part of a mirror lens, at the output of which a first lens element is additionally installed, and through the same mirror the radiation formation lens is optically coupled through an additionally introduced second lens element with an additionally introduced second pulse semiconductor laser emitter, the input of which is connected to the output of an additionally introduced second pumping unit, the pulsed laser illuminator contains an additionally introduced on-off switch, the first fixed contact of which is connected to the input of the first pumping unit, the second fixed contact is connected to the input of the second pumping unit, movable the contact is connected to the first output of the master pulse generator, the second output of the adjustable delay unit is connected through an additionally introduced time interval meter, the output of which is connected It is connected to an additionally introduced LED range indicator, onto which an additionally introduced projection lens is focused, optically coupled through an additionally introduced beam-splitting plane mirror installed between the first and second lens components, and the second lens component with a CCD matrix of a television camera.

Данное устройство обеспечивает поиск и обнаружение объекта наблюдения при работе устройства в АИ режиме по бликам зондирующего лазерного излучения, отраженного от оптических или оптико-электронных средств объекта наблюдения, а также возможность наблюдения цифрового значения дальности с экрана ТВ монитора благодаря вводу этого значения в ТВ канал при условии использования дополнительных электронных блоков и оптики.This device provides search and detection of the observation object when the device is operating in the AI mode by the glare of the probing laser radiation reflected from the optical or optoelectronic means of the observation object, as well as the ability to observe the digital value of the range from the TV monitor screen by entering this value into the TV channel when provided that additional electronic units and optics are used.

Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на чертеже фиг. 1. Устройство содержит блок наблюдения 1. Он состоит из последовательно установленных на оптической оси зеркально-линзового объектива 2, узкополосного фильтра 3 с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину 4, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) 5 с микроканальной пластиной (МКП) 6, оптики переноса 7, содержащей первый 8 и второй 9 линзовые компоненты, между которыми установлено светоделительное плоское зеркало 10, телевизионной (ТВ) камеры 11, подключенной к ТВ монитору 12. Зеркально-линзовый объектив 2 состоит из последовательно установленных на оптической оси линзы-зеркала 13, на вторую по ходу луча плоскую оптическую поверхность 14 которой нанесено концентрическое кольцевое зеркально отражающее покрытие 15, зеркала Манжена 16, линзового компенсатора полевых аберраций 17, сфокусированного на фотокатод ЭОП 5. В состав устройства входит импульсный лазерный осветитель (ИЛО) 18. Он содержит первый блок накачки 19, подключенный ко входу первого импульсного лазерного полупроводникового излучателя (ИЛПИ) 20. Он оптически сопряжен через дихроичное плоское зеркало 21 с объективом формирования излучения (ОФИ 22). Он выполнен в виде центральной части линзы-зеркала 23, на выходе которой установлен первый линзовый элемент (положительный мениск) 24. ИЛО 18 содержит второй блок накачки 25, подключенный ко входу второго ИЛПИ 26. Он оптически сопряжен через второй линзовый элемент 27 и дихроичное плоское зеркало 21 с ОФИ 22. ИЛО 18 содержит также двухпозиционный переключатель 28. Его первый неподвижный контакт 29 подключен ко входу первого блока накачки 19, а второй неподвижный контакт 30 подключен ко входу второго блока накачки 25. Переключатель содержит также подвижный контакт 31. В состав устройства входит блок стробирования 32. Он содержит последовательно электрически соединенные задающий генератор импульсов (ЗГИ) 33, блок регулируемой задержки (БРЗ) 34 и формирователь стробирующих импульсов (ФСИ) 35, выход которого подключен к МКП 6. Первый выход ЗГИ 33 подключен к подвижному контакту 31 двухпозиционного переключателя 28, а второй выход ЗГИ 33 подключен ко входу БРЗ 34. Его второй выход через измеритель временных интервалов (ИВИ) 36 подключен ко светодиодному индикатору дальности (СИД) 37. На него сфокусирован проекционный объектив 38. Он оптически сопрягает СИД 37 через светоделительное зеркало 10 и второй линзовый компонент 9 с матрицей приборов с зарядовой связью (ПЗС) ТВ камеры 11.A block diagram of the proposed utility model is shown in FIG. 1. The device contains an observation unit 1. It consists of a mirror-lens objective 2 installed in series on the optical axis, a narrow-band filter 3 with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate 4, an electron-optical converter (EOC) 5 with a microchannel plate (MCP) 6 , transfer optics 7, containing the first 8 and second 9 lens components, between which a beamsplitting flat mirror 10 is installed, a television (TV) camera 11 connected to a TV monitor 12. The mirror lens 2 consists of a mirror lens installed in series on the optical axis 13, on the second in the direction of the beam flat optical surface 14 of which a concentric annular specularly reflecting coating 15, a Mangin mirror 16, a lens compensator of field aberrations 17, focused on the photocathode of the image intensifier 5. The device includes a pulsed laser illuminator (ILO) 18. It contains the first pump unit 19, connected to the input of the first pulse th laser semiconductor emitter (ILPI) 20. It is optically coupled through a dichroic flat mirror 21 with a radiation formation lens (OFI 22). It is made in the form of the central part of the mirror lens 23, at the outlet of which the first lens element (positive meniscus) 24 is installed. mirror 21 with OFI 22. ILO 18 also contains a two-position switch 28. Its first fixed contact 29 is connected to the input of the first pumping unit 19, and the second fixed contact 30 is connected to the input of the second pumping unit 25. The switch also contains a movable contact 31. The device includes a strobe unit 32. It contains a serially connected master pulse generator (MCP) 33, an adjustable delay unit (BRZ) 34 and a gate pulse shaper (FSI) 35, the output of which is connected to the MCP 6. The first output of the MCP 33 is connected to a movable contact 31 two-position switch 28, and the second output of the ZGI 33 is connected to the input of the BRZ 34. Its second output through the measurement The time domain indicator (TTI) 36 is connected to the LED range indicator (LED) 37. The projection lens 38 is focused on it. It optically mates the LED 37 through the beam-splitting mirror 10 and the second lens component 9 with the charge-coupled device (CCD) array of the TV camera 11 ...

Устройство работает следующим образом. При функционировании в пассивном режиме в блоке наблюдения 1 узкополосный фильтр 3 выведен из хода лучей, а на его место установлена компенсирующая плоскопараллельная пластина 4. Излучение звезд и Луны, определяющее уровень естественной ночной освещенности (ЕНО), отражается от объекта наблюдения, окружающего его фона и приходит в зеркально-линзовый объектив 2, проходит через линзу-зеркало 13, последовательно отражается от зеркала Манжена 16, концентрического кольцевого зеркально отражающего покрытия 15 плоской оптической поверхности 14 и приходит в линзовый компенсатор полевых аберраций 17, который создает изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 5. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 6. Изображение с экрана ЭОП 5 с помощью оптики переноса 7 (ее первого 8 и второго 9 линзовых компонентов) передается на матрицу ПЗС ТВ камеры 11. При этом излучение проходит через светоделительное зеркало 10. ТВ камера 11 преобразует изображение в видеосигнал, который поступает в ТВ монитор 12. С его экрана оператор наблюдает изображение, осуществляя поиск и обнаружение объекта наблюдения в широком угле поля зрения блока наблюдения 1. Если при работе в пассивном режиме блока наблюдения 1 объект обнаруживается, то включается АИ режим работы устройства для распознавания объекта и измерения дальности до него.The device works as follows. When operating in a passive mode in the observation unit 1, the narrow-band filter 3 is removed from the path of the rays, and in its place a compensating plane-parallel plate 4 is installed. The radiation of the stars and the Moon, which determines the level of natural night illumination (ENO), is reflected from the observation object, its surrounding background and comes into the mirror lens objective 2, passes through the mirror lens 13, is successively reflected from the Mangin mirror 16, the concentric annular specularly reflecting coating 15 of the flat optical surface 14 and comes to the lens field aberration compensator 17, which creates an image of the object and background on the image intensifier tube photocathode 5. It converts the image into a visible one and enhances it in brightness using the MCP 6. The image from the image intensifier tube 5 using the transfer optics 7 (its first 8 and second 9 lens components) is transmitted to the CCD matrix of the TV camera 11. In this case, the radiation passes through beam-splitting mirror 10. TV camera 11 converts the image into a video signal, which enters the TV monitor 12. From its screen, the operator observes the image, searching and detecting the observation object in a wide angle of the field of view of the observation unit 1. If the object is detected during operation in the passive mode of the observation unit 1, then the AI mode of operation of the device for object recognition is switched on and measuring the range to it.

Первый ИЛПИ 20 излучает на длине волны 0,85 мкм, второй ИЛПИ 26 излучает на длине волны 0,88 мкм. Дихроичное плоское зеркало 21 пропускает на длине волны 0,85 мкм и отражает на длине волны 0,88 мкм. Узкополосный фильтр 3 пропускает излучение на длинах волн 0,85 мкм и 0,88 мкм. Фотокатод ЭОП 5 работает в области спектра 0,4-0,9 мкм, а экран ЭОП 5 работает в области спектра 0,53-0,56 мкм. Светоделительное зеркало 10 пропускает 50% излучения в области спектра 0,53-0,56 мкм, отражает 50% излучения в той же области спектра, а также отражает излучение на длине волны 0,63 мкм, на которой работает цифровое табло СИД 37.The first ILPI 20 emits at a wavelength of 0.85 microns, the second ILPI 26 emits at a wavelength of 0.88 microns. The dichroic flat mirror 21 transmits at a wavelength of 0.85 μm and reflects at a wavelength of 0.88 μm. Narrow-band filter 3 transmits radiation at wavelengths of 0.85 microns and 0.88 microns. The photocathode of the image intensifier tube 5 operates in the spectral range of 0.4-0.9 microns, and the screen of the image intensifier tube 5 operates in the spectral region 0.53-0.56 microns. The beam-splitting mirror 10 transmits 50% of the radiation in the spectrum region of 0.53-0.56 microns, reflects 50% of the radiation in the same spectral region, and also reflects radiation at a wavelength of 0.63 microns, at which the LED 37 digital display operates.

При работе устройства в АИ режиме в ход лучей вводится узкополосный фильтр 3, а компенсирующая плоскопараллельная пластина 4 выводится из хода лучей. Второй неподвижный контакт 30 двухпозиционного переключателя 28 замкнут на его подвижный контакт 31. С первого выхода ЗГИ 33 синхроимпульсы поступают через двухпозиционный переключатель 28 на вход второго блока накачки 25. Он преобразует синхроимпульсы в импульсы тока накачки, которые поступают во второй ИЛПИ 26. Он генерирует соответствующие импульсы излучения на длине волны 0,88 мкм. Импульсы излучения коллимируются с помощью второго линзового элемента 27 и первого линзового элемента 24 ОФИ 22, отражаясь при этом от дихроичного плоского зеркала 21. Линзовые элементы 27 и 24 ОФИ 22 создают узкий пучок подсвета (например, угол подсвета не более 1x0,5°). Импульсы излучения направляются на объект наблюдения, создавая на нем пятно подсвета. Импульсы излучения, отраженные от объекта, поступают в зеркально-линзовый объектив блока наблюдения 1. Импульсы излучения проходят через линзу-зеркало 13, последовательно отражаются от зеркала Манжена 16, концентрического кольцевого зеркально отражающего покрытия 15 плоской оптической поверхности 14 и приходят в линзовый компенсатор полевых аберраций 17, который создает импульсное изображение объекта на фотокатоде ЭОП 5. При этом узкополосный фильтр 3 служит для спектральной селекции объекта наблюдения на фоне световых помех. До прихода импульса излучения на фотокатод ЭОП 5 его МКП 6 запирается напряжением постоянного смещения, подаваемого на МКП 6 с выхода ФСИ 35. Одновременно с выдачей синхроимпульсов с первого выхода ЗГИ 33 со второго его выхода подаются синхроимпульсы с той же частотой на вход БРЗ 34. В нем осуществляется плавная регулировка задержки синхроимпульсов со второго выхода ЗГИ 33 по отношению к синхроимпульсам с первого выхода ЗГИ 33. ФСИ 35 осуществляет преобразование сигналов с выхода БРЗ 34 в импульсы напряжения. Их амплитуда равна амплитуде напряжения постоянного смещения, но противоположна ему по знаку. Благодаря этому запирающее МКП 6 напряжение постоянного смещения сбрасывается, и МКП 6 отпирается на время, равное длительности отпирающего импульса напряжения (импульса строба). При этом ЭОП 5 преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 6. Далее устройство работает так, как это было описано выше. Для того, чтобы МКП 6 ЭОП 5 открывалась в момент прихода на фотокатод ЭОП 5 импульса излучения, необходимо, чтобы создаваемая в БРЗ 34 задержка была равна времени прохождения импульсом излучения подсвета расстояния от устройства до объекта наблюдения и обратно. При этом оператор увидит изображение объекта на экране ТВ монитора 12 и распознает его. Поскольку значение задержки пропорционально дальности до объекта наблюдения, то по нему можно определить дальность до объекта. Для этого значение задержки со второго выхода БРЗ 34 передается в ИВИ 36, который преобразует сигнал задержки в интервал, заполняемый последовательностью электрических импульсов, и измеряет этот интервал, представляя его в цифровой форме. Оцифрованный сигнал с выхода ИВИ 36 передается в СИД 37, на цифровом табло которого отображается значение дальности в метрах. Это изображение с помощью проекционного объектива 38, светоделительного зеркала 10 и второго линзового компонента 9 передается на матрицу ПЗС ТВ камеры 11, соответствующий сигнал с выхода которой передается в ТВ монитор 12. В результате оператор видит на экране ТВ монитора как изображение объекта, так и считывает значение дальности до него.When the device is operating in the AI mode, a narrow-band filter 3 is introduced into the path of the rays, and the compensating plane-parallel plate 4 is removed from the path of the rays. The second fixed contact 30 of the two-position switch 28 is closed to its movable contact 31. From the first output of the MHI 33, the sync pulses are fed through the two-position switch 28 to the input of the second pump unit 25. It converts the sync pulses into pump current pulses, which are fed to the second ILPI 26. It generates the corresponding radiation pulses at a wavelength of 0.88 microns. Radiation pulses are collimated by means of the second lens element 27 and the first lens element 24 of the OFI 22, while reflecting from the dichroic flat mirror 21. The lens elements 27 and 24 of the OFI 22 create a narrow beam of illumination (for example, the illumination angle is not more than 1x0.5 °). Radiation pulses are directed to the object of observation, creating an illumination spot on it. Radiation pulses reflected from the object enter the mirror lens objective of the observation unit 1. Radiation pulses pass through the mirror lens 13, are successively reflected from the Mangin mirror 16, the concentric annular specularly reflecting coating 15 of the flat optical surface 14 and arrive at the lens field aberration compensator 17, which creates a pulse image of the object on the photocathode of the image intensifier 5. In this case, the narrow-band filter 3 serves for spectral selection of the observation object against the background of light interference. Before the arrival of the radiation pulse to the photocathode of the image intensifier tube 5, its MCP 6 is locked with a dc voltage applied to the MCP 6 from the output of the FSI 35. Simultaneously with the issuance of sync pulses from the first output of the MCP 33, sync pulses with the same frequency are fed to the BRZ 34 input from its second output. it smoothly adjusts the delay of the sync pulses from the second output of the MHI 33 in relation to the sync pulses from the first output of the MHI 33. The FSI 35 converts the signals from the BRZ 34 output into voltage pulses. Their amplitude is equal to the amplitude of the DC bias voltage, but opposite in sign. Due to this, the blocking MCP 6 DC bias voltage is reset, and the MCP 6 is unlocked for a time equal to the duration of the trigger voltage pulse (strobe pulse). In this case, the image intensifier 5 converts the image into a visible one and enhances it in brightness using the MCP 6. Further, the device operates as described above. In order for the MCP 6 of the EOP 5 to open at the moment a radiation pulse arrives at the photocathode of the EOP 5, it is necessary that the delay created in the BRZ 34 be equal to the time the illumination pulse travels the distance from the device to the object of observation and back. In this case, the operator will see the image of the object on the screen of the TV monitor 12 and recognize it. Since the value of the delay is proportional to the distance to the object of observation, then it can be used to determine the distance to the object. For this, the delay value from the second output of the BRZ 34 is transmitted to the IVI 36, which converts the delay signal into an interval filled with a sequence of electrical pulses, and measures this interval, representing it in digital form. The digitized signal from the output of IVI 36 is transmitted to LED 37, the digital display of which displays the value of the range in meters. With the help of the projection lens 38, the beam-splitting mirror 10 and the second lens component 9, this image is transmitted to the CCD matrix of the TV camera 11, the corresponding signal from the output of which is transmitted to the TV monitor 12. As a result, the operator sees on the TV monitor screen both the object image and reads the value of the distance to it.

Если в пассивном режиме работы устройства обнаружение объекта наблюдения невозможно, то для его поиска и обнаружения используется АИ режим работы устройства в широком угле подсвета (например, 8×6°). При этом подвижный контакт 31 двухпозиционного переключателя 28 замыкается на неподвижном контакте 29 этого переключателя. В этом случае синхроимпульсы с первого выхода ЗГИ 33 подаются на вход первого блока накачки 19. Он преобразует синхроимпульсы в импульсы тока накачки, которые поступают в первый ИЛПИ 20. Он генерирует импульсы излучения, которые проходят через дихроичное плоское зеркало 21 и коллимируются с помощью ОФИ 22. При этом создается широкий угол подсвета. Если в его пределы попадет объект наблюдения, то импульсы излучения, отраженные от его оптических или оптико-электронных средств, создают блик, который наблюдается при работе устройства в АИ режиме так, как это было описано выше. По этому блику оператор осуществляет обнаружение объекта наблюдения. После этого оператор замыкает подвижный контакт 31 двухпозиционного переключателя 28 на неподвижный контакт 30. При этом в ИЛО 18 сужается угол подсвета, и устройство работает так, как это было описано выше, создавая изображение объекта, которое распознается оператором.If in the passive mode of operation of the device it is impossible to detect the object of observation, then the AI mode of operation of the device in a wide angle of illumination (for example, 8 × 6 °) is used for its search and detection. In this case, the movable contact 31 of the two-position switch 28 closes on the fixed contact 29 of this switch. In this case, the sync pulses from the first output of the MHI 33 are fed to the input of the first pump unit 19. It converts the sync pulses into pump current pulses, which are fed to the first ILPI 20. It generates radiation pulses that pass through the dichroic flat mirror 21 and are collimated using the OFI 22 This creates a wide illumination angle. If the object of observation falls within its limits, then the radiation pulses reflected from its optical or optoelectronic means create a glare, which is observed when the device is operating in the AI mode as described above. According to this glare, the operator detects the object of observation. After that, the operator closes the movable contact 31 of the two-position switch 28 to the fixed contact 30. In this case, the illumination angle narrows in the ILO 18, and the device operates as described above, creating an image of the object that is recognized by the operator.

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 дополнительных электронных блоков и оптики, обеспечивается поиск и обнаружение объекта наблюдения при работе устройства в АИ режиме по бликам зондирующего лазерного излучения, отраженного от оптических или оптико-электронных средств объекта наблюдения, а также обеспечивается возможность наблюдения цифрового значения дальности с экрана ТВ монитора за счет ввода этого значения в ТВ канал.Thus, thanks to the use of additional electronic units and optics, the search and detection of the observation object is provided when the device is operating in the AI mode by the glare of the probing laser radiation reflected from the optical or optoelectronic means of the observation object, and it is also possible to observe the digital value of the range from the screen. TV monitor by entering this value into the TV channel.

Claims

An active-pulse television night vision device, which includes a pulsed laser illuminator, an observation unit and a strobing unit, and the pulsed laser illuminator contains a pump unit, a pulsed laser semiconductor emitter and a radiation formation lens focused on the emitting surface of a pulsed semiconductor laser emitter, to which the output of the pumping unit is connected, the observation unit consists of a mirror-lens objective installed in series on the optical axis, a narrow-band filter with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate, an image converter with a microchannel plate, transfer optics containing the first and second lens components, a television camera connected to a television monitor, wherein the first lens component is focused on the image converter screen, and the second lens component is focused on the CCD array of the television camera, a mirror-lens objective consists of a lens-mirror installed in series on the optical axis, on the second in the direction of the beam, a flat optical surface of which a concentric annular specularly reflecting coating is applied, a Mangin mirror, a lens compensator of field aberrations, optically coupled with the photocathode of an electron-optical converter, while the Mangin mirror is optically coupled with a lens field aberration compensator through a concentric annular specularly reflecting coating of a flat optical surface, the gating unit contains a master pulse generator, an adjustable delay unit and a gate pulse shaper connected in series, the output of which is connected to a microchannel plate, and the second output of the master pulse generator is connected to the input of the adjustable delay unit, characterized in that the pulsed laser semiconductor emitter is optically coupled through an additionally introduced dichroic flat mirror with a lens for generating radiation, made in the form of a central part of a lens-mirror, at the output of which a first lens element is additionally installed, and through the same mirror, the lens for generating radiation is optically coupled through an additionally introduced second lens element with an additionally introduced second pulsed laser semiconductor emitter, the input of which connected to the output of the additionally introduced second pumping unit, the pulsed laser illuminator contains an additionally introduced on-off switch, the first fixed contact of which is connected to the input of the first pumping unit, the second fixed contact is connected to the input of the second pumping unit, the movable contact is connected to the first output of the master pulse generator, the second the output of the adjustable delay unit is connected through an additionally introduced time interval meter, the output of which is connected to an additionally introduced LED range indicator, on which an additional An additionally inserted projection lens, optically coupled through an additionally inserted beam-splitting plane mirror installed between the first and second lens components, and the second lens component with the CCD matrix of the television camera.