RU228495U1

RU228495U1 - Active-pulse television night vision device with glare detection

Info

Publication number: RU228495U1
Application number: RU2024113852U
Authority: RU
Inventors: Виктор Генрихович Волков; Павел Дмитриевич Гиндин; Владимир Владимирович Карпов; Сергей Алексеевич Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "Московский завод "САПФИР"
Filing date: 2024-05-22
Publication date: 2024-08-30

Abstract

Полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности к активно-импульсным приборам ночного видения. Ночной объектив выполнен со ступенчато изменяемым фокусным расстоянием. Для минимального фокусного расстояния объектива обеспечивается подсвет в широком угле поля зрения для поиска и обнаружения объекта наблюдения по бликам от его оптических или оптико-электронных средств на предельной дальности действия, а максимальное фокусное расстояние обеспечивает подсвет в узком угле поля зрения для распознавания объекта наблюдения на предельной дальности действия. Технический результат - обеспечение поиска и обнаружения на повышенной дальности действия. 1 ил.

The utility model relates to optical-electronic surveillance devices, in particular to active-pulse night vision devices. The night lens is made with a step-changeable focal length. For the minimum focal length of the lens, illumination is provided in a wide angle of the field of view for searching and detecting the object of observation by glare from its optical or optical-electronic means at the maximum range, and the maximum focal length provides illumination in a narrow angle of the field of view for recognizing the object of observation at the maximum range. The technical result is to ensure search and detection at an increased range. 1 fig.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности к активно-импульсным приборам ночного видения (АИ ПНВ).The proposed utility model relates to the technology of optical-electronic surveillance devices, in particular to active-pulse night vision devices (APNVD).

Известен принятый за аналог АИ ПНВ (см. Активно-импульсный (АИ) ПНВ «Импульс-1» (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Достижения в технике видения. М.: Техносфера, М.: 2019, книга 2, с. 48, рис. 1.3.2.) АИ ПНВ содержит импульсный лазерный осветитель (ИЛО), блок наблюдения (БН) и блок стробирования (БС). ИЛО содержит блок накачки, выход которого подключен к импульсному лазерному полупроводниковому излучателю (ИЛПИ), на который сфокусирован объектив формирования излучения (ОФИ). БН состоит из последовательно установленных на оптической оси линзового объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) с микроканальной пластиной (МКП) и окуляра. БС содержит задающий генератор импульсов (ЗГИ), первый выход которого подключен ко входу блока накачки, а второй выход через последовательно соединенные блок регулируемой задержки (БРЗ) и формирователь стробирующих импульсов (ФСИ) подключен к МКП ЭОП. АИ ПНВ обеспечивает работу ночью как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и пр.) и при воздействии световых помех. Однако из-за необходимости наблюдать в окулярную систему оператор быстро утомляется. Кроме того, отсутствует возможность обработки изображения в реальном масштабе времени, его запоминание и дистанционная передача. Серьезным недостатком АИ ПНВ является невозможность поиска объектов наблюдения при работе АИ ПНВ в активно-импульсном (АИ) режиме. Это происходит потому, что требуется одновременно просматривать пространство узким лучом лазерного подсвета по полю и просматривать пространство по глубине узким стробом. Это приводит к неприемлемым затратам времени. Нередко поиск и обнаружение объекта наблюдения на сравнительно небольших дальностях действия осуществляется в широкопольном пассивном режиме, а распознавание объекта в АИ режиме. Однако поиск на повышенных дальностях действия, соответствующих предельной дальности распознавания объекта при работе АИ ПНВ в АИ режиме невозможен из-за неработоспособности в пассивном режиме. Также такой поиск невозможен при пониженной прозрачности атмосферы и при воздействии световых помех.The AI NVD adopted as an analogue is known (see Active-pulse (AI) NVD "Impulse-1" (see Volkov V.G., Gindin P.D. Advances in vision technology. Moscow: Tekhnosfera, Moscow: 2019, book 2, p. 48, Fig. 1.3.2.) The AI NVD contains a pulsed laser illuminator (PLI), an observation unit (OU) and a strobing unit (SU). The PLI contains a pumping unit, the output of which is connected to a pulsed laser semiconductor emitter (PLSE), onto which the radiation forming objective (RFO) is focused. The RFO consists of a lens objective, 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, sequentially installed on the optical axis. The SU contains a master oscillator pulse generator (ZGI), the first output of which is connected to the input of the pumping unit, and the second output is connected to the MCP EOP through a series-connected adjustable delay unit (ADU) and a strobe pulse generator (SPG). The AI NVG ensures operation at night both under normal and reduced atmospheric transparency (haze, fog, rain, snowfall, etc.) and under the influence of light interference. However, due to the need to observe through the ocular system, the operator quickly gets tired. In addition, there is no possibility of processing the image in real time, storing it and transmitting it remotely. A serious drawback of the AI NVG is the impossibility of searching for objects of observation when the AI NVG is operating in the active-pulse (AP) mode. This occurs because it is necessary to simultaneously view the space with a narrow beam of laser illumination across the field and view the space in depth with a narrow strobe. This leads to unacceptable time costs. Often, the search and detection of an object of observation at relatively short ranges is carried out in a wide-field passive mode, and the object is recognized in the AI mode. However, the search at increased ranges corresponding to the maximum range of object recognition when the AI NVD is operating in the AI mode is impossible due to its inoperability in the passive mode. Also, such a search is impossible in low atmospheric transparency and under the influence of light interference.

Известен принятый за прототип АИ телевизионный (ТВ) ПНВ (см. Волков В.Г., Гиндин П.Д. Достижения в технике видения. М.: Техносфера, 2019. Книга 1, с. 52, рис. 1.3.9). АИ ТВ ПНВ содержит ИЛО, БН и БС.ИЛО содержит блок накачки, выход которого подключен к ИЛПИ, на который сфокусирован ОФИ. БН состоит из последовательно установленных на оптической оси линзового объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, ЭОП с МКП, оптики переноса, первый линзовый компонент которой сфокусирован на экран ЭОП, а второй ее линзовый компонент сфокусирован на матрицу ПЗС ТВ камеры, подключенной к ТВ монитору. БС содержит ЗГИ, первый выход которого подключен ко входу блока накачки, а второй выход через последовательно соединенные БРЗ и ФСИ подключен к МКП ЭОП. АИ ПНВ обеспечивает работу ночью как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и пр.) и при воздействии световых помех. Благодаря применению для наблюдения ТВ монитора вместо окулярной системы снизилась утомляемость оператора. Благодаря применению ТВ канала стала возможной обработка изображения в реальном масштабе времени, его запоминание и дистанционная передача. Однако по-прежнему не обеспечивается поиск и обнаружение объекта на повышенной дальности действия.A known prototype of the AI television (TV) NVD is (see Volkov VG, Gindin PD Achievements in Vision Technology. Moscow: Tekhnosfera, 2019. Book 1, p. 52, Fig. 1.3.9). The AI TV NVD contains an ILO, a BN, and a BS. The ILO contains a pumping unit, the output of which is connected to the ILPI, onto which the OFI is focused. The BN 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 image intensifier with a microcircuit breaker, and transfer optics, the first lens component of which is focused onto the image intensifier screen, and its second lens component is focused onto the CCD matrix of the TV camera connected to the TV monitor. The BS contains a ZGI, the first output of which is connected to the input of the pumping unit, and the second output is connected to the image intensifier through a series-connected BRZ and FSI to the microcircuit breaker of the image intensifier. The AI NVG provides operation at night both in normal and low-transparency conditions (haze, fog, rain, snowfall, etc.) and under the influence of light interference. Due to the use of a TV monitor for observation instead of an ocular system, operator fatigue has been reduced. Due to the use of a TV channel, it has become possible to process images in real time, store them, and transmit them remotely. However, it still does not provide search and detection of an object at an increased range.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение поиска и обнаружение объекта наблюдения на повышенной дальности действия.The objective of the proposed utility model is to ensure the search and detection of an observation object at an increased range.

Указанная задача решается за счет того, что активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения, содержащий импульсный лазерный осветитель, блок наблюдения и блок стробирования, в состав импульсного лазерного осветителя входят блок накачки, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель и объектив формирования излучения, при этом блок накачки подключен к импульсному лазерному полупроводниковому излучателю, на который сфокусирован объектив формирования излучения, блок наблюдения состоит из последовательно установленных на оптической оси линзового объектива, узкополосного фильтра с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, оптики переноса, содержащей первый и второй линзовые компоненты, причем первый линзовый компонент сфокусирован на экран электронно-оптического преобразователя, а второй линзовый компонент сфокусирован на матрицу ПЗС телевизионной камеры, подключенной к телевизионному монитору, блок стробирования содержит задающий генератор импульсов, первый выход которого подключен ко входу блока накачки, а второй выход через блок регулируемой задержки подключен к формирователю стробирующих импульсов, выход которого подключен к микроканальной пластине, отличается тем, что линзовый объектив выполнен со ступенчато изменяемым фокусным расстоянием и содержит первый и второй линзовые блоки, между которыми размещены третий и четвертый линзовые блоки с возможностью их поворота на 90° по отношению к оптической оси объектива и соответствующим выводом их из хода лучей или вводом в него, причем при введенных в ход лучей третьего и четвертого линзовых блоков объектив имеет минимальное фокусное расстояние и максимальный угол поля зрения, а при выводе их из хода лучей объектив имеет максимальное фокусное расстояние и минимальный угол поля зрения, вход выведенного из хода лучей третьего линзового блока оптически сопряжен с головным плоским зеркалом, на входе которого установлено защитное стекло, а выход из выведенного из хода лучей четвертого линзового блока оптически сопряжен через дополнительно введенные в импульсный лазерный осветитель и последовательно установленные на оптической оси первый проекционный объектив, плоское зеркало с двусторонним отражением и второй проекционный объектив с дополнительно введенным вторым импульсным лазерным полупроводниковым излучателем, вход которого подключен к выходу дополнительно введенного второго блока накачки, первый импульсный лазерный полупроводниковый излучатель сопряжен с объективом формирования излучения через плоское зеркало с двусторонним отражением, первый выход задающего генератора импульсов подключен к подвижному контакту дополнительно введенного двухпозиционного переключателя, первый неподвижный контакт которого подключен ко входу первого блока накачки, а второй его неподвижный контакт подключен ко входу второго блока накачки.Said problem is solved due to the fact that an active-pulse night vision television device comprising a pulse laser illuminator, an observation unit and a strobing unit, the pulse laser illuminator includes a pumping unit, a pulse laser semiconductor emitter and a radiation shaping objective, wherein the pumping unit is connected to the pulse laser semiconductor emitter onto which the radiation shaping objective is focused, the observation unit consists of a lens objective mounted 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 with a microchannel plate, transfer optics containing first and second lens components, wherein the first lens component is focused onto the screen of the electron-optical converter, and the second lens component is focused onto the CCD matrix of a television camera connected to a television monitor, the strobing unit contains a master pulse generator, the first output of which is connected to the input of the pumping unit, and the second output through the adjustable delay is connected to a strobe pulse generator, the output of which is connected to a microchannel plate, is characterized in that the lens objective is made with a stepwise variable focal length and contains first and second lens units, between which the third and fourth lens units are placed with the possibility of rotating them by 90° with respect to the optical axis of the lens and their corresponding output from the beam path or input into it, wherein when the third and fourth lens units are input into the beam path, the lens has a minimum focal length and a maximum angle of view, and when they are output from the beam path, the lens has a maximum focal length and a minimum angle of view, the input of the third lens unit output from the beam path is optically coupled with the head flat mirror, at the input of which a protective glass is installed, and the output of the fourth lens unit output from the beam path is optically coupled through the first projection lens, a flat mirror with double-sided reflection, and a second projection lens with an additionally input second pulse laser illuminator, sequentially installed on the optical axis, additionally input into the pulse laser illuminator and sequentially installed on the optical axis. a semiconductor emitter, the input of which is connected to the output of an additionally introduced second pumping unit, the first pulsed laser semiconductor emitter is coupled with a radiation shaping objective through a flat mirror with double reflection, the first output of the pulse master generator is connected to a movable contact of an additionally introduced two-position switch, the first fixed contact of which is connected to the input of the first pumping unit, and its second fixed contact is connected to the input of the second pumping unit.

Указанная задача решается благодаря тому, что линзовый объектив выполнен со ступенчато изменяемым фокусным расстоянием. Для минимального фокусного расстояния объектива обеспечивается подсвет в широком угле поля зрения для поиска и обнаружения объекта наблюдения по бликам от его оптических или оптико-электронных средств на предельной дальности действия, а максимальное фокусное расстояние обеспечивает подсвет в узком угле поля зрения для распознавания объекта наблюдения на предельной дальности действия.The specified task is solved due to the fact that the lens objective is made with a step-changeable focal length. For the minimum focal length of the lens, illumination is provided in a wide angle of the field of view for searching and detecting the object of observation by glare from its optical or optoelectronic means at the maximum range of action, and the maximum focal length provides illumination in a narrow angle of the field of view for recognizing the object of observation at the maximum range of action.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на чертеже фиг. 1. АИ ТВ ПНВ содержит ИЛО 1, БН 2, БС 3. БН 2 содержит последовательно установленные на оптической оси линзовый объектив 4 со ступенчато изменяемым фокусным расстоянием, узкополосный фильтр 5 с возможностью его замены на компенсирующую плоскопараллельную пластину 6, ЭОП 7 с МКП 8, оптику переноса 9, первый линзовый компонент 10 которой сфокусирован на экран ЭОП 7, а второй ее линзовый компонент 11 сфокусирован на матрицу ПЗС ТВ камеры 12, подключенной к ТВ монитору 13. Линзовый объектив 4 содержит первый 14 и второй 15 линзовые блоки, между которыми размещены третий 16 и четвертый 17 линзовые блоки с возможностью их поворота на 90° по отношению к оптической оси объектива 4 и соответствующим вывода из хода лучей и вводом в него, причем при введенных в ход лучей третьего 16 и четвертого 17 линзовых блоков объектив 4 имеет минимальное фокусное расстояние и максимальный угол поля зрения, а при вводе их в ход лучей объектив 4 имеет максимальное фокусное расстояние и минимальный угол поля зрения. Вход выведенного их хода лучей третьего линзового блока 16 оптически сопряжен с головным плоским зеркалом 18, на входе которого установлено защитное стекло 19. ИЛО 1 содержит первый блок накачки 21, первый ИЛПИ 22, плоское зеркало с двусторонним отражением 23, с первой 24 и второй 25 отражающими поверхностями, ОФИ 26. При этом выход первого блока накачки 21 подключен к первому ИЛПИ 22, излучающая поверхность которого оптически сопряжена через первую 24 отражающую поверхность плоского зеркала 23 с двусторонним отражением с ОФИ 26. ИЛО 1 содержит также второй блок накачки 27, выход которого подключен ко второму ИЛПИ 28. При этом выход выведенного их хода лучей четвертого линзового блока 17 оптически сопряжен через последовательно установленные первый проекционный объектив 29, вторую 25 отражающую поверхность плоского зеркало 23 с двусторонним отражением и второй проекционный объектив 30 с излучающей поверхностью второго ИЛПИ 28. ИЛО 1 содержит двухпозиционный переключатель 31. Он содержит первый неподвижный контакт 32, подключенный ко входу первого блока накачки 21 и второй неподвижный контакт 33, подключенный ко входу второго блока накачки 27, а также содержит подвижный контакт 35 с возможностью его замыкания на первый 32 и второй 33 подвижные контакты. БС 3 содержит ЗГИ 34, первый выход которого подключен к подвижному контакту 35 двухпозиционного переключателя 31. Второй выход ЗГИ 34 через последовательно соединенные БРЗ 36 и ФСИ 37 подключен к МКП 8 ЭОП 7.The block diagram of the proposed device is shown in the drawing Fig. 1. The AI TV NVD comprises an ILO 1, a BN 2, and a BS 3. The BN 2 comprises a lens objective 4 with a stepwise variable focal length, a narrow-band filter 5 with the possibility of replacing it with a compensating plane-parallel plate 6, an image intensifier 7 with a multi-channel control unit 8, transfer optics 9, the first lens component 10 of which is focused on the screen of the image intensifier 7, and its second lens component 11 is focused on the matrix of the CCD TV camera 12, connected to a TV monitor 13, mounted in series on the optical axis. The lens objective 4 comprises the first 14 and second 15 lens blocks, between which the third 16 and fourth 17 lens blocks are placed with the possibility of rotating them by 90° with respect to the optical axis of the lens 4 and correspondingly withdrawing from the beam path and introducing into it, wherein when the beams of the third 16 and fourth 17 lens blocks are introduced into the path, the lens 4 has a minimum focal length and a maximum angle of view, and when they are introduced into the path of the rays, lens 4 has a maximum focal length and a minimum angle of view. The input of the beam path output of the third lens unit 16 is optically coupled with the head flat mirror 18, at the input of which a protective glass 19 is installed. The ILO 1 contains the first pumping unit 21, the first ILPI 22, a flat mirror with double-sided reflection 23, with the first 24 and second 25 reflecting surfaces, and the OFI 26. In this case, the output of the first pumping unit 21 is connected to the first ILPI 22, the emitting surface of which is optically coupled through the first 24 reflecting surface of the flat mirror 23 with double-sided reflection with the OFI 26. The ILO 1 also contains the second pumping unit 27, the output of which is connected to the second ILPI 28. In this case, the output of the beam path output of the fourth lens unit 17 is optically coupled through the sequentially installed first projection lens 29, the second 25 reflecting surface of the flat mirror 23 with double-sided reflection and the second projection lens 30 with the radiating surface of the second ILPI 28. ILO 1 contains a two-position switch 31. It contains a first fixed contact 32 connected to the input of the first pumping unit 21 and a second fixed contact 33 connected to the input of the second pumping unit 27, and also contains a movable contact 35 with the possibility of closing it on the first 32 and second 33 movable contacts. BS 3 contains a ZGI 34, the first output of which is connected to the movable contact 35 of the two-position switch 31. The second output of the ZGI 34 is connected to the MCP 8 of the EOP 7 through series-connected BRZ 36 and FSI 37.

Объектив 4 и фотокатод ЭОП 7 работают в области спектра 0,4-0,9 мкм. Экран ЭОП 7 работает в области спектра 0,53-0,56 мкм. Узкополосный фильтр 5 работает на длинах волн 0,85 мкм и 0,88 мкм. При этом ширина полосы пропускания фильтра 5 на этих длинах волн равна ширине полосы излучения ИЛПИ 22 и ИЛПИ 28. Первый ИЛПИ 22 излучает на длине волны 0,88 мкм, а второй ИЛПИ 28 - на длине волны 0,85 мкм. Первая отражающая поверхность 24 плоского зеркала 23 с двусторонним отражением отражает на длине волны 0,88 мкм, а вторая отражающая поверхность 27 отражает излучение на длине волны 0,85 мкм.The objective 4 and the photocathode of the image intensifier tube 7 operate in the spectral range of 0.4-0.9 μm. The screen of the image intensifier tube 7 operates in the spectral range of 0.53-0.56 μm. The narrow-band filter 5 operates at wavelengths of 0.85 μm and 0.88 μm. The bandwidth of the filter 5 at these wavelengths is equal to the bandwidth of the emission of the ILPI 22 and ILPI 28. The first ILPI 22 emits at a wavelength of 0.88 μm, and the second ILPI 28 at a wavelength of 0.85 μm. The first reflecting surface 24 of the flat mirror 23 with two-sided reflection reflects at a wavelength of 0.88 μm, and the second reflecting surface 27 reflects the radiation at a wavelength of 0.85 μm.

Устройство работает следующим образом. При функционировании в условиях нормированного уровня естественной ночной освещенности ЕНО=(3-5)×10^-3 лк, нормальной прозрачности атмосферы и на сравнительно невысоких дальностях действия устройство работает в пассивном режиме. При этом ИЛО 1 и БС 2 отключены, а перед фотокатодом ЭОП 7 установлена компенсирующая плоскопараллельная пластина 6. Излучение звезд и Луны, отраженное от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в объектив 4. Его подвижные линзовые блоки 16 и 17 находятся в ходе лучей. При этом объектив 4 имеет короткое фокусное расстояние и создает широкоугольное изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 7. Широкий угол поля зрения объектива 4 позволяет осуществлять поиск и обнаружение объекта наблюдения на сравнительно небольших дальностях действия. ЭОП 7 преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 8. Изображение с экрана ЭОП 7 с помощью первого 10 и второго 11 линзовых компонентов оптики переноса 9 передается на матрицу ПЗС ТВ камеры 12. Она преобразует изображение в видеосигнал, который поступает в ТВ монитор 13. С его экрана оператор наблюдает изображение и осуществляет поиск и обнаружение объекта в широком угле поля зрения. Для распознавания объекта третий 16 и четвертый 17 линзовые блоки выведены из хода лучей. При этом получается изображение, формируемое длиннофокусным объективом 4 с увеличенным масштабом и уменьшенным углом поля зрения. Благодаря этому оператор увеличивает масштаб изображения, что позволяет ему распознать объект.The device operates as follows. When operating under conditions of a standardized level of natural night illumination EHO=(3-5)×10 ^-3 lx, normal atmospheric transparency and at relatively short ranges, the device operates in a passive mode. In this case, ILO 1 and BS 2 are switched off, and a compensating plane-parallel plate 6 is installed in front of the photocathode of the EOP 7. The radiation of stars and the Moon, reflected from the object of observation and the background surrounding it, comes to the objective 4. Its movable lens units 16 and 17 are in the path of the rays. In this case, the objective 4 has a short focal length and creates a wide-angle image of the object and the background on the photocathode of the EOP 7. The wide angle of the field of view of the objective 4 allows searching for and detecting the object of observation at relatively short ranges. The EOP 7 converts the image into a visible one and amplifies its brightness with the help of the MCP 8. The image from the EOP 7 screen is transmitted to the CCD matrix of the TV camera 12 with the help of the first 10 and second 11 lens components of the transfer optics 9. It converts the image into a video signal, which is fed to the TV monitor 13. From its screen, the operator watches the image and searches for and detects the object in a wide angle of the field of view. To recognize the object, the third 16 and fourth 17 lens units are removed from the beam path. In this case, an image is obtained, formed by the long-focus lens 4 with an increased scale and a reduced angle of the field of view. Due to this, the operator increases the scale of the image, which allows him to recognize the object.

При пониженном уровне ЕНО<3×10^-3 лк и в полной темноте, а также при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и пр.) устройство переводится в АИ режим работы. При этом включаются ИЛО 1 и БС 3. Вместо компенсирующей плоскопараллельной пластины 6 в ход лучей вводится узкополосный фильтр 5. Неподвижный контакт 32 двухпозиционного переключателя 31 замкнут на подвижный контакт 35 этого переключателя. При этом с первого выхода ЗГИ 34 подаются синхроимпульсы на вход первого блока накачки 21. Он формирует импульсы тока, которые поступают в первый ИЛПИ 22, преобразующий их в импульсы излучения на длине волны 0,88 мкм. Они отражаются от первой отражающей поверхности 24 зеркала 23, коллимируются с помощью ОФИ 26 и направляются на местность, подсвечивая ее в широком угле подсвета. Если на местности находится объект наблюдения, то излучение подсвета отражается от его оптических или оптико-электронных средств, создавая блики в направлении на устройство. Импульсы излучения от этих бликов приходят в объектив 4, работающий в широкоугольном режиме. При этом в ход лучей введены третий 16 и четвертый 17 линзовые блоки. Угол поля зрения устройства равен углу подсвета ИЛО 1. Импульсы излучения проходят через узкополосный фильтр 5 и формируют на фотокатоде ЭОП 7 изображение местности. До приходов импульсов излучения на фотокатод ЭОП 7 его МКП 8 заперта напряжением постоянного смещения, подаваемого на МКП 8 с выхода ФСИ 37. Одновременно с подачей синхроимпульсов с первого выхода ЗГИ 34 с его второго выхода подаются синхроимпульсы на БРЗ 36. В нем осуществляется плавная регулировка задержки между синхроимпульсами, подаваемыми с первого выхода ЗГИ 34 и синхроимпульсами со второго выхода ЗГИ 34. Задержанные синхроимпульсы с выхода БРЗ 36 поступают на вход ФСИ 37, который преобразует их в импульсы высоковольтного напряжения. Они имеют амплитуду, равную амплитуде постоянного смещения, но противоположный ему знак. Благодаря этому запирающее напряжение постоянного смещения сбрасывается, и МКП 8 отпирается на время действия импульса напряжения (импульса строба). Его длительность равна или несколько превышает длительность импульса излучения подсвета. Отпирание МКП 8 происходит в тот момент, когда на фотокатоде ЭОП 7 создается импульсное изображение местности. Достигается это плавной регулировкой задержки, осуществляемой оператором. Как только длительность задержки становится равной временем прохождения импульсом излучения расстояние до объекта наблюдения и обратно, МКП 8 открывается. При этом ЭОП 7 преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 8. Изображение с экрана ЭОП 7 с помощью оптики переноса 9 (ее первого 10 и второго 11 линзовых компонентов) передается на матрицу ПЗС ТВ камеры 12. Она преобразует изображение в видеосигнал, который поступает в ТВ монитор 13. На его экране создается изображение, наблюдаемое оператором. При этом оператор осуществляет поиск и обнаружение объекта наблюдения по блику в широком угле поля зрения на повышенной дальности действия. Как только оператор увидит изображение блика, то тем самым обнаруживает объект наблюдения и затем переключает устройство в АИ режим распознавания объекта. При этом оператор поворачивает на 90° линзовые блоки 16 и 17, выводя их из хода лучей. Благодаря этому объектив 4 становится узкопольным, но длиннофокусным. Это позволяет повысить масштаб изображения и тем самым обеспечить распознавание обнаруженного по бликам объекта. Оператор одновременно замыкает подвижный контакт 35 переключателя 31 на второй неподвижный контакт 33. При этом с первого выхода ЗГИ 34 подаются синхроимпульсы на вход второго блока накачки 27. Он формирует импульсы тока, которые поступают во второй ИЛПИ 28, преобразующий их в импульсы излучения на длине волны 0,85 мкм. Эти импульсы с помощью второго 30 и первого 29 проекционных объективов, отразившись от второй зеркальной поверхности 25 зеркала 23, приходят в четвертый 17, а затем и в третий 16 блок линз, отражаются от головного плоского зеркала 18 и проходят через защитное стекло 19. Оптическая система, состоящая из второго проекционного объектива 30, первого проекционного объектива 29, а также из четвертого 17 и третьего 16 блока линз, коллимирует излучение второго ИЛПИ 28 и направляет это излучение на объект наблюдения, создавая на нем пятно подсвета. При этом угол подсвета существенно меньше, чем в предыдущем режиме поиска по бликам. Это позволяет сконцентрировать излучение подсвета в узком угле, что дает возможность резко повысить энергетическую силу света ИЛО 1 и соответственно обеспечить распознавание объекта на повышенной дальности действия. Далее устройство работает так, как это было описано выше. Оператор, наблюдая изображение объекта с экрана ТВ монитора 13, осуществляет его распознавание. При этом как обнаружение объекта по бликам, так и его распознавание осуществляются на повышенной (предельной) дальности действия АИ ТВ ПНВ.At a reduced level of EHO<3×10 ^-3 lx and in complete darkness, as well as at reduced atmospheric transparency (haze, fog, rain, snowfall, etc.), the device is switched to the AI mode of operation. In this case, ILO 1 and BS 3 are switched on. Instead of the compensating plane-parallel plate 6, a narrow-band filter 5 is introduced into the beam path. The fixed contact 32 of the two-position switch 31 is closed to the movable contact 35 of this switch. In this case, sync pulses are fed from the first output of the ZGI 34 to the input of the first pumping unit 21. It forms current pulses that enter the first ILPI 22, which converts them into radiation pulses at a wavelength of 0.88 μm. They are reflected from the first reflecting surface 24 of the mirror 23, collimated with the help of the OFI 26 and directed to the terrain, illuminating it in a wide illumination angle. If there is an object of observation on the terrain, the illumination radiation is reflected from its optical or optoelectronic means, creating glare in the direction of the device. The radiation pulses from these glare come to the objective 4, operating in the wide-angle mode. In this case, the third 16 and fourth 17 lens units are introduced into the beam path. The angle of the field of view of the device is equal to the angle of illumination of the ILO 1. The radiation pulses pass through the narrow-band filter 5 and form an image of the terrain on the photocathode of the EOP 7. Before the radiation pulses arrive at the photocathode of the image intensifier tube 7, its MCP 8 is locked by the DC bias voltage supplied to the MCP 8 from the output of the FSI 37. Simultaneously with the supply of sync pulses from the first output of the ZGI 34, sync pulses are supplied from its second output to the BRZ 36. It smoothly regulates the delay between the sync pulses supplied from the first output of the ZGI 34 and the sync pulses from the second output of the ZGI 34. The delayed sync pulses from the output of the BRZ 36 are supplied to the input of the FSI 37, which converts them into high-voltage pulses. They have an amplitude equal to the amplitude of the DC bias, but the opposite sign. Due to this, the DC bias locking voltage is reset, and the MCP 8 is unlocked for the duration of the voltage pulse (strobe pulse). Its duration is equal to or slightly exceeds the duration of the backlight radiation pulse. The unlocking of the MKP 8 occurs at the moment when a pulse image of the terrain is created on the photocathode of the EOP 7. This is achieved by smoothly adjusting the delay, carried out by the operator. As soon as the delay duration becomes equal to the time it takes for the radiation pulse to travel the distance to the observation object and back, the MKP 8 opens. In this case, the EOP 7 converts the image into a visible one and amplifies its brightness with the help of the MKP 8. The image from the screen of the EOP 7 is transmitted to the matrix of the CCD TV camera 12 with the help of transfer optics 9 (its first 10 and second 11 lens components). It converts the image into a video signal, which enters the TV monitor 13. An image is created on its screen, which is observed by the operator. In this case, the operator searches for and detects the observation object by a glare in a wide angle of the field of view at an increased range. As soon as the operator sees the image of the glare, he thereby detects the observation object and then switches the device to the AI object recognition mode. In this case, the operator rotates the lens units 16 and 17 by 90°, removing them from the beam path. Due to this, the lens 4 becomes narrow-field, but long-focus. This allows increasing the image scale and thereby ensuring recognition of the object detected by glare. The operator simultaneously closes the movable contact 35 of the switch 31 to the second fixed contact 33. In this case, from the first output of the ZGI 34, sync pulses are fed to the input of the second pumping unit 27. It forms current pulses that enter the second ILPI 28, which converts them into radiation pulses at a wavelength of 0.85 μm. These pulses, with the help of the second 30 and first 29 projection lenses, having reflected from the second mirror surface 25 of the mirror 23, arrive at the fourth 17, and then at the third 16 lens block, are reflected from the head flat mirror 18 and pass through the protective glass 19. The optical system, consisting of the second projection lens 30, the first projection lens 29, as well as the fourth 17 and third 16 lens blocks, collimates the radiation of the second ILPI 28 and directs this radiation to the observation object, creating an illumination spot on it. In this case, the illumination angle is significantly smaller than in the previous glare search mode. This allows concentrating the illumination radiation in a narrow angle, which makes it possible to sharply increase the energy power of the light of the ILO 1 and, accordingly, ensure recognition of the object at an increased range. Then the device operates as described above. The operator, observing the image of the object from the screen of the TV monitor 13, recognizes it. In this case, both detection of an object by glare and its recognition are carried out at an increased (maximum) range of the AI TV NVG.

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

Таким образом, благодаря тому, что линзовый объектив выполнен со ступенчато изменяемым фокусным расстоянием, решается задача обеспечения поиска и обнаружения объекта наблюдения на повышенной дальности действия. Для минимального фокусного расстояния объектива обеспечивается подсвет в широком угле поля зрения для поиска и обнаружения объекта наблюдения по бликам от его оптических или оптико-электронных средств на предельной дальности действия, а максимальное фокусное расстояние обеспечивает подсвет в узком угле поля зрения для распознавания объекта наблюдения на предельной дальности действия.Thus, due to the fact that the lens objective is made with a step-changeable focal length, the problem of providing search and detection of the object of observation at an increased range is solved. For the minimum focal length of the lens, illumination is provided in a wide angle of the field of view for searching and detecting the object of observation by glare from its optical or optoelectronic means at the maximum range, and the maximum focal length provides illumination in a narrow angle of the field of view for recognizing the object of observation at the maximum range.

Claims

An active-pulse television night vision device comprising a pulse laser illuminator, an observation unit and a strobing unit, the pulse laser illuminator comprising a pumping unit, a pulse laser semiconductor emitter and a radiation shaping objective, wherein the pumping unit is connected to the pulse laser semiconductor emitter onto which the radiation shaping objective is focused, the observation unit consists of a lens objective mounted 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 with a microchannel plate, transfer optics comprising first and second lens components, wherein the first lens component is focused onto the screen of the electron-optical converter, and the second lens component is focused onto the CCD matrix of a television camera connected to a television monitor, the strobing unit comprises a master pulse generator, the first output of which is connected to the input of the pumping unit, and the second output is connected to the former via an adjustable delay unit strobe pulses, the output of which is connected to a microchannel plate, characterized in that the lens objective is made with a stepwise variable focal length and contains first and second lens units, between which the third and fourth lens units are placed with the possibility of rotating them by 90° with respect to the optical axis of the lens and their corresponding output from the beam path or input into it, wherein when the third and fourth lens units are input into the beam path, the lens has a minimum focal length and a maximum angle of view, and when they are output from the beam path, the lens has a maximum focal length and a minimum angle of view, the input of the third lens unit output from the beam path is optically coupled with the head flat mirror, at the input of which a protective glass is installed, and the output of the fourth lens unit output from the beam path is optically coupled through the first projection lens, a flat mirror with double-sided reflection, and a second projection lens with an additionally introduced second pulsed laser semiconductor lens, which are sequentially installed on the optical axis and additionally introduced into the pulse laser illuminator. an emitter, the input of which is connected to the output of an additionally introduced second pumping unit, the first pulsed laser semiconductor emitter is coupled with the radiation forming objective through a flat mirror with double-sided reflection, the first output of the master pulse generator is connected to the movable contact of an additionally introduced two-position switch, the first fixed contact of which is connected to the input of the first pumping unit, and its second fixed contact is connected to the input of the second pumping unit.