Двухканальные очки ночного видения

Предлагаемая полезная модель относится к оптико-электронной технике, в частности к приборам ночного видения. Двухканальные очки ночного видения предназначены для ориентирования и наблюдения на местности как в темное, так и в дневное время суток.
Известны принятые за аналог псевдобинокулярные очки ночного видения (ОНВ). (Очки ночного видения DVS-8. Проспект фирмы «Дедал-НВ», РФ., М., 2017 г.), а также созданные по такой же схеме ОНВ Night Vision Goggles AN/PVS-7B/D. (Night Vision Goggles AN/PVS-7B/D. Проспект фирмы Litton, США, 2017 г.). ОНВ состоят из последовательно установленных на оптической оси объектива, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) и псевдобинокулярной окулярной системы. Окулярная система содержит проекционный объектив, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму с двумя окулярными ветвями, каждая из которых содержит промежуточный объектив, оптически сопряженный через плоское зеркало с окуляром. ОНВ обеспечивают видение ночью.
Недостатком ОНВ является не способность работать при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и пр.) и в дневных условиях.
Известны принятые за прототип тепловизионные ОНВ (ТОНВ) Диполь TG-22 (Тепловизионные очки для охоты Диполь TG-22. Проспект фирмы НПФ «Диполь», республика Беларусь, г. Витебск, 2018 г. ), а также созданные по такой же схеме ТОНВ Thermal Imaging Goggles TIG-7 TTX, проспект фирмы General Starlight Company, Канада, 2017 г.). ОНВ состоят из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного (ИК) объектива, тепловизионного модуля, содержащего матрицу микроболометров, блок электронной обработки и OLED дисплей, и псевдобинокулярной окулярной системы. Окулярная система содержит проекционный объектив, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму с двумя окулярными ветвями, каждая из которых содержит промежуточный объектив, оптически сопряженный через плоское зеркало с окуляром. ОНВ обеспечивают видение ночью, позволяют работать как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы (дымка, туман, дождь, снегопад и пр.) и в дневное время суток.
Недостатком ОНВ является не способность обеспечить высокое качество изображения при работе в дневных условиях из-за резкого падения температурного контраста объекта наблюдения с фоном.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является повышение качества изображения, создаваемого в ТОНВ при наблюдениях не только в ночное время суток, но и в дневных условиях.
Указанный технический результат достигается за счет введения в каждую окулярную ветвь дневного объектива и призменной оборачивающей системы, и установки вместо плоского зеркала в каждой окулярной ветви плоскопараллельной пластины с дихроичным покрытием, оптически сопряженной через призменную оборачивающую систему с дневным объективом.
Двухканальные очки ночного видения, состоящие из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного объектива, тепловизионного модуля, содержащего матрицу микроболометров, блок электронной обработки и OLED дисплей, и псевдобинокулярной окулярной системы, содержащей проекционный объектив, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму с двумя окулярными ветвями, каждая из которых содержит промежуточный объектив, оптически сопряженный через плоское зеркало с окуляром, отличающиеся тем, что вместо плоского зеркала в каждой окулярной ветви установлена плоскопараллельная пластина с дихроичным покрытием, оптически сопряженная через введенную призменную оборачивающую систему с введенным дневным объективом.
Блок-схема двухканальных ОНВ представлена на фиг.1. Двухканальные очки ночного видения состоят из последовательно установленных на оптической оси инфракрасного (ИК) объектива 1, тепловизионного модуля 2, содержащего матрицу микроболометров 3, блок электронной обработки 4 и OLED дисплей 5, и псевдобинокулярной окулярной системы 6, содержащей проекционный объектив 7, оптически сопряженный через зеркальную отражающую призму 8 с двумя окулярными ветвями 9, 10, каждая из которых содержит промежуточный объектив 11 (12), оптически сопряженный через пластину с дихроичным покрытием 13 (14) с окуляром 15 (16), которая также оптически сопряжена через введенную призменную оборачивающую систему 17 (18) с дневным объективом 19 (20).
Устройство функционирует следующим образом. При работе ночью и при пониженной прозрачности атмосферы ИК объектив 1 создает изображение теплоизлучающего объекта и окружающего его фона на матрице микроболометров 3 тепловизионного модуля 2. Матрица 3 преобразует изображение в видеосигнал, который обрабатывается в реальном масштабе времени в блок электронной обработке 4 модуля 2. Блок 4 обеспечивает вычитание шумов, однородность изображения по распределению яркости, его преобразование в телевизионный стандарт и передает видеосигнал в OLED дисплей 5 модуля 2. OLED дисплей 5 модуля 2 преобразует видеосигнал в изображение, формируемое на экране OLED дисплея 5. Это изображение наблюдается оператором через псевдобинокулярную окулярную систему 6. Ее проекционный объектив 7 сфокусирован на экран OLED дисплея 5. Объектив 7 передает это изображение с помощью зеркальной отражающей призмы 8 в обе окулярные ветви 9 и 10. Установленный в них промежуточный объектив 11 (12) передает изображение на плоскопараллельную пластину с дихроичным покрытием 13 (14). Это покрытие отражает в рабочей спектральной области работы OLED дисплея 5 0,53-0,56 мкм и пропускает в остальной части видимой области спектра 0,38-0,78 мкм. Отраженный от пластины 13 (14) свет передается в окуляр 15 (16), через который оператор наблюдет изображение. Благодаря этому оператор наблюдает изображение ночью и днем как при нормальной, так и при пониженной прозрачности атмосферы. При необходимости наблюдения в дневных условиях с более высоким качеством изображения, чем при наблюдении с помощью модуля 2 при нормальной прозрачности атмосферы модуль 2 отключается. При этом дневной объектив 19 (20) создает перевернутое изображение объекта наблюдения и окружающего его фона в видимой области спектра. Это изображение передается в оборачивающую призменную систему 17 (18) (выполненную, например, на основе призменной системы Порро 1-го или 2-го рода или призмы Пехана), которая оборачивает изображение и делает его прямым. Изображение передается через плоскопараллельную пластину 13 (14) в окуляр 15 (16), через который оператор наблюдает изображение. Благодаря более высокому качеству полученного таким образом изображения дальность видения при работе днем в 5 раз превышает дальность видения днем при работе ИК объектива 1 с модулем 2.
В настоящее время разработана принципиальная схема двухканальных ОНВ и выполнено макетирование прибора.
Таким образом, в предложенной полезной модели повышается качество изображения, создаваемого в ТОНВ при наблюдениях не только в ночное время суток, но и в дневных условиях, за счет введения в каждую окулярную ветвь дневного объектива и призменной оборачивающей системы, и установки вместо плоского зеркала в каждой окулярной ветви плоскопараллельной пластины с дихроичным покрытием, оптически сопряженной через призменную оборачивающую систему с дневным объективом.