Дневно-ночной монокуляр

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности к монокулярам.
Известен принятый за аналог ночной монокуляр «Альфа-9022» фирмы ФГУП НПО «Альфа» (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с., с. 61, рис. 2.2.14). Он состоит из последовательно установленных на оптической оси объектива, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) с микроканальной пластиной (МКП) и окуляра. Недостатками такого устройства являются его неспособность работать днем, и слабая защита от мощных световых помех.
Известен принятый за прототип дневно-ночной монокуляр ОВ-50 фирмы Sopelem, Франция (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с., с. 81, рис. 2.3.10д). Он содержит ночной канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси ночного объектива, ЭОП с МКП, куб-призмы и окуляра. Устройство содержит также дневной канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси дневного объектива, сетки, находящейся в его задней фокальной плоскости, линзовой оборачивающей системы, содержащей первый и второй линзовые компоненты, между которыми установлено плоское зеркало, причем второй линзовый компонент оптически сопряжен через гипотенузную грань куб-призмы с окуляром. Дневно-ночной монокуляр обеспечивает возможность наблюдения как ночью, так и днем. Однако по-прежнему недостатком устройства является его слабая защита от мощных световых помех.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение защиты от мощных световых помех.
Указанная задача решается тем, что дневно-ночной монокуляр, содержащий ночной канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси ночного объектива, электронно-оптического преобразователя с микроканальной пластиной, куб-призмы и окуляра, дневной канал, состоящий из последовательно установленных на оптической оси дневного объектива, сетки, находящейся в его задней фокальной плоскости, линзовой оборачивающей системы, содержащий первый линзовый компонент, плоское зеркало и второй линзовый компонент, оптически сопряженный через гипотенузную грань куб-призмы с окуляром, отличающийся тем, что ночной объектив выполнен двухэлементным, между первым и вторым линзовыми элементами ночного объектива дополнительно установлено дихроичное плоское зеркало, оптически сопрягающее первый линзовый элемент через дополнительно введенные проекционный объектив и фильтр с фотоприемным устройством, подключенным через усилитель с пороговым устройством к микроканальной пластине, на входе дневного объектива установлена вторая откидывающаяся заслонка.
Данная задача решается благодаря дополнительному вводу в монокуляр сопряженного с ночным объективом фотоприемного устройства, подключенного через усилитель с пороговым устройством к микроканальной пластине электронно-оптического преобразователя.
Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на чертеже фиг. 1. Устройство содержит ночной канал 1, дневной канал 2. Ночной канал 1 содержит последовательно установленные на оптической оси первую откидывающуюся заслонку 3, первый линзовый элемент 4 ночного объектива, дихроичное плоское зеркало 5, второй линзовый элемент 6, ночной объектив, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 7 с микроканальной пластиной (МКП) 8, куб-призму 9 и окуляр 10. На выходе дихроичного плоского зеркала 5 установлен проекционный объектив 11. Он оптически сопряжен через дихроичное плоское зеркало 5 с первым линзовым элементом 4 ночного объектива, а через фильтр 12 - с фоточувствительной площадкой фотоприемного устройства (ФПУ) 13. Его выход подключен через усилитель с пороговым устройством 14 к МКП 8. Дневной канал 2 содержит последовательно установленные на оптической оси вторую откидывающуюся заслонку 15, дневной объектив 16, сетку 17, установленную в задней фокальной плоскости дневного объектива 16, линзовую оборачивающую систему 18, между первым 19 и вторым 20 линзовыми компонентами которой установлено плоское зеркало 21.
В ночном канале 1 фотокатод ЭОП 7 работает в области спектра 0,4-0,9 мкм, а его экран - в области спектра 0,53-0,56 мкм. Оптическое покрытие гипотенузной грани куб-призмы 9 пропускает в области спектра 0,53 - 0,56 мкм и отражает в области спектра 0,38-0,78 мкм. Дихроичное плоское зеркало 5 пропускает в области спектра 0,4-0,9 мкм и отражает и в области спектра 0,8-0,85 мкм, в которой пропускает фильтр 12.
Устройство работает следующим образом. При функционировании устройства днем работает дневной канал 2, вторая заслонка 15 откинута, а первая заслонка 3 закрыта. Свет от Солнца, отраженный от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в дневной объектив 16. Он создает в своей задней фокальной плоскости на сетке 17 перевернутое изображение объекта и фона. Первый линзовый компонент 19 линзовой оборачивающей системы 18, сфокусированный на сетку 17, с помощью плоского зеркала 21 и второго линзового компонента 20 передает изображение в свою заднюю фокальную плоскость, которая совпадает с передней фокальной плоскостью окуляра 10 и оптически сопряжена с ней через гипотенузную грань куб-призмы 9. При этом в передней фокальной плоскости окуляра 10 с помощью линзовой оборачивающей системы 18 создается прямое изображение объекта и фона. Оператор наблюдает дневное изображение объекта и фона через куб-призму 9 и окуляр 10.
-3
При работе ночью в условиях нормированного уровня ЕНО ≥3×10 лк для обеспечения поиска и обнаружения объекта используется ночной канал 1. При этом первая заслонка 3 открыта, а вторая заслонка 15. Излучение звезд и Луны, определяющее уровень ЕНО, отражается от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в первый линзовый элемент 4 ночного объектива. При этом излучение последовательно проходит через первый линзовый элемент 4 ночного объектива, дихроичное плоское зеркало 5 и второй линзовый элемент 6 ночного объектива. Линзовые элементы 4 и 6 создают изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 7. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 8. Изображение объекта и фона предается через куб-призму 9 и наблюдается оператором через окуляр 10.
При поиске и обнаружении объекта в ночном канале 1 на него могут воздействовать световые помехи, попавшие в поле зрения этого канала. При этом первый линзовый элемент 4 и проекционный объектив 11 концентрируют излучение световой помехи на фоточувствительной площадке ФПУ 13. Фильтр 12 служит для подавления излучения световой помехи в той части спектра, где она обладает наибольшей мощностью. На выходе ФПУ 13 формируется электрический сигнал. Он поступает в усилитель с пороговым устройством 14. Если сигнал превышает некоторый пороговый уровень, то усилитель 14 создает запирающее напряжение, которое поступает на МКП 8 и запирает ее, а, следовательно, запирается ЭОП 7 на время действия световой помехи.
В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.
Таким образом, благодаря дополнительному вводу в монокуляр сопряженного с ночным объективом фотоприемного устройства, подключенного через усилитель с пороговым устройством к микроканальной пластине электронно-оптического преобразователя обеспечивается повышение степени защиты от световых помех.