Прибор для ночного и дневного наблюдения

(51)02 23/12 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРИБОР ДЛЯ НОЧНОГО И ДНЕВНОГО НАБЛЮДЕНИЯ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Кунделева Наталия Ефимовна Зайцева Елена Ивановна Кубарко Федор Васильевич Батюшков Валентин Вениаминович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Прибор для ночного и дневного наблюдения, включающий ночной канал, содержащий электронно-оптический преобразователь, дневной канал, блок смены каналов, причем указанные каналы имеют общие объектив и плоскость изображений, а также оборачивающую систему, отличающийся тем, что содержит установленный за объективом, выполненным с дискретным изменением фокусного расстояния, уголковый отражатель, выполненный с углом отклонения лучей 180 и состоящий из двух зеркал, оптический модуль, включающий блок светофильтров и коллектив, в плоскости изображений установлена ПЗС-матрица, перед которой установлена оборачивающая система, являющаяся общей для ночного и дневного каналов и выполненная в виде светосильного объектива, при этом электронно-оптический преобразователь и оптический модуль образуют блок смены каналов, выполненный с возможностью попеременного ввода каналов на оптическую ось и установленный в фокальной плоскости объектива между уголковым отражателем и оборачивающей системой. 7419 1 2005.12.30 Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для визуального наблюдения удаленных предметов в ночных и дневных условиях. Известен прибор для ночного и дневного наблюдения и прицеливания 1, который содержит ночной и дневной каналы, причем оба канала имеют один общий вход через зеркальную головку и защитное стекло. Ночной канал содержит зеркальную головку, выполненную с возможностью поворота вокруг оптической оси головного объектива, головной объектив,призменный блок со спектроделительным покрытием, поворотное переключающее зеркало,светофильтры и электронно-оптический преобразователь (ЭОП), совмещенный с ПЗСматрицей. Дневной канал содержит зеркальную головку, головной объектив, призменный блок, коллектив, зеркало, сменные оборачивающие системы и светофильтр. В плоскости изображений дневного канала расположена ПЗС-матрица. Недостатком данного прибора является его большая длина, составляющая 360300 мм по оптическим элементам, а также сравнительно невысокие коэффициенты пропускания ночного и дневного каналов. Известен прибор для ночного/дневного наблюдения 2, состоящий из ночного и дневного каналов, имеющих общий окуляр, при этом ночной канал содержит объектив, электроннооптический преобразователь, призму, линзовую оборачивающую систему. Оборачивающая система состоит из двух линзовых групп и переносит изображение с экрана ЭОПа в переднюю фокальную плоскость окуляра. Дневной канал содержит объектив и устройство отклонения лучей, выполненное в виде откидывающегося зеркала, причем линзовая группа, которая в ночном канале является частью оборачивающей системы, в дневном канале выполняет роль объектива. Общий окуляр служит для рассматривания промежуточного изображения,получаемого после оборачивающей системы в ночном канале и после объектива - в дневном. Недостатком прибора является то, что ночной и дневной каналы имеют одно фиксированное поле зрения, невысокий коэффициент пропускания обоих каналов коэффициент пропускания данного прибора в ночном канале для спектрального интервала 680-920 нм до ЭОПа с применением зеркально-линзового объектива порядка 0,7, после ЭОПа - в спектральном интервале 460-660 нм не более 0,5, в дневном канале коэффициент пропускания в спектральном интервале 480-660 нм порядка 0,5. Наблюдение за объектом в дневном и ночном каналах осуществляется в окуляр, что приводит к быстрой утомляемости оператора. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническому решению является двухканальный прибор для дневного и ночного наблюдения 3, состоящий из объектива и окуляра, общих для дневного и ночного каналов, электронно-оптического преобразователя изображения, относящегося к ночному каналу, оборачивающей системы, подвижной и неподвижной частей системы отклонения лучей, принадлежащих дневному каналу, причем подвижная часть выполнена в виде двух дефлекторов, установленных на визирной оси ЭОПа,и блока смены каналов, выполненного в виде поворотной вилки с основанием, на концах которой закреплены дефлекторы подвижной части системы-отклонения лучей, а основание поворотной вилки установлено параллельно визирной оси ЭОПа. Недостатком прибора является то, что ночной и дневной каналы имеют одно фиксированное поле зрения, невысокий коэффициент пропускания обоих каналов. Наблюдение за объектом в дневном и ночном каналах осуществляется в окуляр, что приводит к быстрой утомляемости оператора. Задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей,повышение коэффициента пропускания оптической системы прибора для обоих каналов,сокращение габаритов прибора и улучшение условий эксплуатации. Прибор для ночного и дневного наблюдения, включающий ночной канал, содержащий электронно-оптический преобразователь, дневной канал, блок смены каналов, причем указанные каналы имеют общие объектив и плоскость изображений, а также оборачивающую систему, в отличие от прототипа, содержит установленный за объективом, выполненным с дискретным изменением фокусного расстояния, уголковый отражатель, выполненный с углом отклонения лучей 180 и состоящий из двух зеркал, оптический модуль, включающий блок светофильтров и коллектив, в плоскости изображений установлена ПЗС-матрица, перед 2 7419 1 2005.12.30 которой установлена оборачивающая система, являющаяся общей для ночного и дневного каналов и выполненная в виде светосильного объектива, при этом электронно-оптический преобразователь и оптический модуль образуют блок смены каналов, выполненный с возможностью попеременного ввода каналов на оптическую ось и установленный в фокальной плоскости объектива между уголковым отражателем и оборачивающей системой. Для дневного и ночного каналов используется общий объектив, представляющий собой объектив с дискретным изменением фокусного расстояния, что обеспечивает два поля зрения. Введение за общим объективом уголкового отражателя, состоящего из двух зеркал, позволяет компактно разместить блок смены каналов, включающий в себя оптический модуль и ЭОП,выполненный с возможностью попеременного ввода их на оптическую ось, что сокращает продольные размеры прибора. В ночном канале изображение, формируемое объективом, попадает на фотокатод ЭОПа и далее переносится электронным путем на экран ЭОПа. Оборачивающая система, являющаяся общей для ночного и дневного каналов и выполненная в виде светосильного объектива, оптически сопрягает изображение после объектива с дискретным изменением фокусного расстояния с ПЗС-матрицей, причем в ночном канале оборачивающая система сопрягает изображение на экране ЭОПа с ПЗС-матрицей, изображение с которой электронным путем передается на монитор, и тем самым создаются более благаприятные условия работы оператора, чем при наблюдении в окуляр. В дневном канале вместо ЭОПа вводится оптический модуль, включающий в себя блок светофильтров, служащих для выделения спектрального диапазона 520-750 нм, и коллектив, служащий для сопряжения зрачков объектива и оборачивающей системы, а оборачивающая система оптически сопрягает плоскость изображения общего объектива с ПЗС-матрицей, которая является единой для ночного и дневного каналов. Использование в обоих каналах общего объектива, уголкового отражателя и общей оборачивающей системы минимизирует число оптических элементов, повышая тем самым коэффициент пропускания дневного и ночного каналов, и уменьшает габариты прибора. На чертеже изображена оптическая схема прибора для ночного и дневного наблюдения. Прибор содержит ночной и дневной каналы. Оба канала имеют общий объектив 1 с дискретным изменением фокусного расстояния, что позволяет при одном и том же размере в плоскости изображения объектива, иметь два поля зрения в пространстве предметов(в поле наблюдения). За объективом 1 введен уголковый отражатель, состоящий из двух зеркал 2 и 3, с углом отклонения лучей 180. За вторым зеркалом 3 уголкового отражателя в фокальной плоскости объектива расположен блок смены каналов 4, включающий в себя ЭОП 5 и оптический модуль, содержащий светофильтры 6, 7 и коллектив 8. В ночном канале на оптическую ось после уголкового отражателя вводится ЭОП 5. Изображение с экрана ЭОПа 5 переносится оборачивающей системой 9 на ПЗС-матрицу 10. Оборачивающая система 9 выполнена в виде светосильного объектива. В дневной канал вместо ЭОПа 5 вводится оптический модуль, включающий в себя светофильтры 6, 7 и коллектив 8. Светофильтры 6 и 7 служат для ограничения области спектра диапазоном длин волн от 520 до 750 нм. Коллектив 8 служит для согласования выходного зрачка объектива 1 со входным зрачком оборачивающей системы 9. Оборачивающая система 9 оптически сопрягает плоскость изображения объектива 1 с плоскостью ПЗС-матрицы 10, причем плоскости изображения после оборачивающей системы 9 в дневном и ночном каналах совпадают, что позволяет разместить в этой плоскости единую ПЗС-матрицу 10. Изображение, создаваемое в дневном и ночном каналах, передается электронным путем с ПЗС-матрицы на монитор. Применение объектива, имеющего два значения фокусного расстояния, обеспечивает два поля зрения в пространстве наблюдения. Использование в ночном и дневном каналах единой оборачивающей системы, позволяет уменьшить поперечные габариты прибора. Применение минимального количества оптических элементов в приборе повышает коэффициент пропускания дневного и ночного каналов. 7419 1 2005.12.30 В процессе работы в ночных условиях параллельный пучок лучей, попадающий на объектив 1, фокусируется и после отражения от зеркал 2 и 3 строит изображение на фотокатоде ЭОПа 5. Изображение с фотокатода электронным путем передается на экран ЭОПа и через оборачивающую систему 9 сопрягается с ПЗС-матрицей 10. Изображение с ПЗСматрицы 10 электронным путем переносится на монитор и рассматривается оператором при работе прибора как в дневном, так и в ночном каналах. При работе в дневных условиях вместо ЭОПа 5 на оптическую ось вводится оптический модуль, включающий в себя светофильтры 6, 7 и коллектив 8, который служит для согласования выходного зрачка объектива 1 со входным зрачком оборачивающей системы 9. Изображение, полученное после объектива 1, оптически сопрягается оборачивающей системой 9 с ПЗС-матрицей 10. В соответствии с предложенным решением был выполнен расчет и конструирование конкретной оптической схемы прибора для ночного и дневного наблюдения. Данный прибор обеспечивает пропускание лучей в ночном канале для спектрального интервала 580900 нм до ЭОПа с применением объектива с дискретным изменением фокусного расстояния не менее 0,75, после ЭОПа в спектральном интервале 480-750 нм не менее 0,6. Габариты прибора по элементам оптической системы составляют порядка 200140 мм. Фокусное расстояние общего объектива составляет 114 мм и 228 мм. Увеличение оборачивающей системы -0,48 х. Угловые поля зрения в ночном и дневном каналах 21604150 и 2230222034. Источники информации 1. Заявка РБ а 19990895, МПК 02 23/12. - Опубл. 30.03.2001 // Бюл.1. 2. Патент 2068193 1, МПК 02 23/12. - Опубл. 1996. 3. Патент 2158947 1, МПК 02 23/12. - Опубл. 2000 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4