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 невозможность распознавания объекта наблюдения на повышенных дальностях из-за низкого увеличения монокуляра.
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 невозможность распознавания объекта наблюдения на повышенных дальностях из-за низкого увеличения монокуляра.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение дальности распознавания объекта наблюдения.
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 первое дихроичное плоское зеркало, на входе ночного объектива установлена первая откидывающаяся заслонка, на входе дневного объектива установлена вторая откидывающаяся заслонка, на выходе дневного дополнительно установлено второе дихроичное зеркало, оптически сопрягающее дневной объектив через первое дихроичное плоское зеркало и второй линзовый элемент с фотокатодом электронно-оптического преобразователя.
Данная задача решается благодаря использованию дневного объектива в сочетании с элементом ночного объектива для повышения дальности распознавания объекта наблюдения.
Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на фиг. 1. Устройство содержит ночной канал 1, дневной канал 2. Ночной канал 1 содержит последовательно установленные на оптической оси первую откидывающуюся заслонку 4, первый линзовый элемент 5 ночного объектива 3, первое дихроичное плоское зеркало 7, второй линзовый элемент 6 ночного объектива 3, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 8 с микроканальной пластиной (МКП) 9, куб-призму 10 и окуляр 11. На выходе дихроичного плоского зеркала 5 установлен проекционный объектив 11. Дневной канал 2 содержит последовательно установленные на оптической оси вторую откидывающуюся заслонку 12, дневной объектив 13, второе дихроичное плоское зеркало 14, сетку 15, установленную в задней фокальной плоскости дневного объектива 13, линзовую оборачивающую систему 16, между первым 17 и вторым 18 линзовыми компонентами которой установлено плоское зеркало 19.
В ночном канале 1 первое дихроичное плоское зеркало 7 пропускает в области спектра 0,8 - 1,0 мкм и отражает в области спектра 1,1 - 1,7 мкм. Фотокатод ЭОП 8 работает в области спектра 0,8 - 1,7 мкм, а его экран - в области спектра 0,53 - 0,56 мкм. Оптическое покрытие гипотенузной грани куб-призмы 10 пропускает в области спектра 0,53 - 0,56 мкм и отражает в области спектра 0,38 - 0,78 мкм. Второе дихроичное плоское зеркало 14 пропускает в области спектра 0,38 - 0,78 мкм и отражает в области спектра 1,1 - 1,7 мкм.
Устройство работает следующим образом. При функционировании устройства днем работает дневной канал 2, вторая заслонка 12 откинута, а первая заслонка 4 закрыта. Свет от Солнца, отраженный от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в дневной объектив 13. Он создает в своей задней фокальной плоскости на сетке 15 перевернутое изображение объекта и фона. При этом свет проходит через второе дихроичное плоское зеркало 14. Первый линзовый компонент 17 линзовой оборачивающей системы 16, сфокусированный на сетку 15, с помощью плоского зеркала 19 и второго линзового компонента 18 передает изображение объекта и фона в заднюю фокальную плоскость этого компонента, которая совпадает с передней фокальной плоскостью окуляра 11 и оптически сопряжена с ней через гипотенузную грань куб-призмы 10. При этом в передней фокальной плоскости окуляра 11 с помощью линзовой оборачивающей системы 16 создается прямое изображение объекта и фона. Оператор наблюдает дневное изображение объекта и фона, передаваемое через куб-призму 10 в окуляр 11.
-3
При работе ночью в условиях нормированного уровня ЕНО ≥3х10 лк для обеспечения поиска и обнаружения объекта используется ночной канал 1. При этом первая заслонка 4 открыта, а вторая заслонка 12 закрыта. Излучение звезд и Луны, определяющее уровень ЕНО, отражается от объекта наблюдения и окружающего его фона, приходит в первый линзовый элемент 5 ночного объектива 3. При этом излучение последовательно проходит через первый линзовый элемент 5 ночного объектива 3, дихроичное плоское зеркало 7 и второй линзовый элемент 6 ночного объектива 3. Линзовые элементы 5 и 6 создают изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 8. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости с помощью МКП 9. Изображение объекта и фона передается через куб-призму 10 и наблюдается оператором через окуляр 11.
После завершения поиска объекта и его обнаружения в процессе работы ночного канала 1 первый линзовый элемент 5 ночного объектива 3 перекрывается первой заслонкой 4. При этом вторая заслонка 12 дневного канала 2 открыта. Дневной объектив 13 и второй линзовый элемент 6 ночного объектива 3 образуют ночной длиннофокусный объектив. Излучение звезд и Луны, отраженное от объекта и фона, проходит через дневной объектив 13, последовательно отражается от второго 14 и первого 7 дихроичных плоских зеркал, приходит во второй линзовый элемент 6, который создает изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 8. Далее устройство работает так, как это было описано выше. Поскольку длиннофокусный объектив обеспечивает большее увеличение в ночном канале 1, чем ночной объектив 3, состоящий из линзовых элементов 5 и 6, то благодаря этому обеспечивается распознавание объекта на большей дальности по сравнению с ночным каналом 1 при использовании ночного объектива 3, состоящего из линзовых элементов 5 и 6. На ночной канал 1 с таким объективом ложится, таким образом, функция поиска и обнаружения объекта в широком угле поля зрения, а при использовании длиннофокусного объектива - функция распознавания объекта при сравнительно небольшом угле поля зрения. Заслонки 4 и 12 используются для попеременной работы ночного объектива 3 и ночного длиннофокусного объектива.
В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.
Таким образом, благодаря использованию дневного объектива в сочетании с элементом ночного объектива повышается дальность распознавания объекта наблюдения.