ТЕПЛОВИЗИОННО-ДНЕВНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к оптическим приборам, предназначенным для наблюдения одновременно в двух спектральных диапазонах - дневном и инфракрасном, и может быть использована в качестве насадки к коллиматорному прицелу, а также и к дневному телескопическому прицелу.
Известен прибор (патент US 7,319,557), содержащий тепловизионный канал, включающий в себя приемник излучения, дисплей и окуляр в виде лупы, после которой установлен светоделительный элемент, коммутирующий оси визуального и тепловизионного каналов, выполненный в виде ромб-призмы, к одной из отражающих граней которой приклеена прямоугольная призма, являющаяся выходным окном дневного канала. Оптическая ось лупы параллельна оптической оси дневного канала. Такое решение, при котором оптическая ось лупы тепловизионного канала параллельна оптической оси дневного канала, приводит к необходимости использования сложной лупы большого диаметра, имеющей сверхбольшое удаление выходного зрачка, так как в величину удаления выходного зрачка лупы, помимо длины хода оптического луча прямоугольной призмы, входит и большая длина хода оптического луча ромб - призмы. Для минимизации габаритов лупы и светоделительного элемента, коммутирующего оси визуального и тепловизионного каналов, необходимо, что бы светоделительный элемент имел минимально возможную длину хода луча, а для этого необходимо, чтобы оптическая ось лупы была перпендикулярна оптической оси визуального канала.
По близкому к заявляемому принципу построена оптическая схема коллиматорного авиационного индикатора (патент РФ №2358302) для одновременного наблюдения пространства и экрана электроннолучевой трубки, содержащего светоделитель, проекционный объектив и ломающее направление оптической оси промежуточное зеркало. В проекционном объективе коллиматорного авиационного индикатора промежуточное зеркало установлено между двумя компонентами, первый из которых выполнен в виде блока, составленного из отрицательного мениска и двух положительных менисков, второй - в виде положительного мениска. Оптическая ось первого компонента параллельна, а второго -перпендикулярна оптической оси визуального канала.
Это решение с использованием четырехлинзового длиннофокусного проекционного объектива коллиматорного авиационного индикатора, между компонентами которого дополнительно установлено зеркало, также является сложным и приводит к увеличению массы и габаритов прибора.
Целью полезной модели является создание тепловизионно-дневного устройства, предназначенного для наблюдения одновременно в двух спектральных диапазонах - дневном и инфракрасном, с минимальными массой и габаритами.
Указанная цель достигается тем, что тепловизионно-дневное устройство состоит из объектива, матричного приемника излучения, дисплея, светоделительного элемента и лупы, причем оптическая ось лупы перпендикулярна оптической оси визуального канала, а также и оптической оси объектива тепловизионно-дневного устройства. После лупы установлен светоделительный элемент, коммутирующий оси визуального и инфракрасного каналов, который выполнен в виде призменного прямого параллелепипеда, склеенного из двух прямоугольных призм.
При этом лупа выполнена двухкомпонентной, в которой первый компонент - склеенная линза, состоящая из двояковогнутой и двояковыпуклой линз, второй компонент - двояковыпуклая линза, выполненная из стекла той же марки, что и двояковыпуклая линза первого компонента, при этом соблюдены следующие условия:
∑
1
∑
2,9f'≤f'≤8,5f'
∑
2
∑
1,1f'≤f'≤1,5f'
∑
3
4
∑
0,9f'≤|1f'/f'|≤1,3f',
∑
где f' - фокусное расстояние лупы,
1
f' - фокусное расстояние первого компонента лупы,
2
f' - фокусное расстояние второго компонента лупы,
3
f' - фокусное расстояние двояковогнутой линзы первого компонента лупы,
4
f' - фокусное расстояние двояковыпуклой линзы первого компонента лупы.
Такое решение позволяет минимизировать размеры лупы и светоделительного элемента, коммутирующего оси визуального и инфракрасного каналов. Предлагаемое тепловизионно-дневное устройство позволяет проводить наблюдения одновременно в двух спектральных диапазонах - дневном и инфракрасном и может быть использовано в качестве насадки к коллиматорному прицелу, а также и к дневному телескопическому прицелу.
Тепловизионно-дневное устройство, представленное на фиг. 1, состоит из объектива 1, матричного приемника излучения 2, дисплея 3, лупы 4, оптическая ось которой перпендикулярна оптической оси визуального канала. Первый компонент лупы - склеенная линза 5, состоящая из двояковогнутой линзы 6 и двояковыпуклой линзы 7, второй компонент - двояковыпуклая линза 8. После лупы установлен светоделительный элемент 9, коммутирующий оси визуального и инфракрасного каналов, который выполнен в виде призменного прямого параллелепипеда, склеенного из двух прямоугольных призм.
Объектив 1 тепловизионно-дневного устройства направляет инфракрасное излучение объекта наблюдения на матричный приемник излучения 2. Визуализированное на дисплее 3 изображение, коллимированное двухкомпонентной лупой 4, оптическая ось которой перпендикулярна оптической оси визуального канала, подается на светоделительный элемент, выполненный в виде призменного прямого параллелепипеда 9, склеенного из двух прямоугольных призм.
Так как светоделительный элемент является также и входным окном для дневного канала, такая его конфигурация оптимально соответствует полям зрения как дневного колиматорного прицела, так и полю зрения тепловизионного канала устройства. Тепловая и визуальная картины объектов наблюдения рассматриваются глазом одновременно.
На фиг. 2 визуальный канал формируется коллиматорным прицелом 10 и, таким образом, тепловизионно-дневное устройство может использоваться как тепловизионная насадка к коллиматорному прицелу.
Установив дневной телескопический прицел 11 после светоделительного элемента 9 (фиг. 3) или перед светоделительным элементом (фиг. 4) можно использовать тепловизионно-дневное устройство как тепловизионную насадку к дневному телескопическому прицелу.
Данное решение было использовано при создании тепловизионно-дневного устройства со следующими характеристиками:
х
Тепловизионный канал Г=1, 2W=17°×13°
x
Дневной канал Г=1, 2W≈17°×13°