Псевдобинокулярный ночной бинокль со встроенными осветителями

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к ночным биноклям.
Известен принятый за аналог бинокулярный ночной бинокль (НБ) (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с, с. 51, рис. 2.2.1), а также модель фирмы ОАО «ЛЗОС» (Бинокулярные очки ночного видения. Проспект ОАО «ЛЗОС», РФ, г. Лыткарино Московской обл., 2014 г.). Бинокулярный НБ состоят из двух одинаковых каналов под правый и под левый глаз оператора. Каждый из каналов состоит из последовательно установленных на оптической оси ночного объектива, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) и окуляра. Недостатками НБ являются значительные масса, габариты и стоимость, а также невозможность работы при пониженном уровне естественной ночной освещенности (ЕНО) и в полной темноте, а также под водой.
Известен принятый за прототип прибор - псевдобинокулярный НБ «Альфа-3122» ОАО НПО «Альфа» (Псевдобинокулярный ночной бинокль «Альфа-3122». Проспект ОАО НПО «Альфа», РФ, М, 2013 г.). Псевдобинокулярный НБ содержит последовательно установленные на оптической оси ночной объектив, ЭОП и окулярную систему с разводкой изображения на два глаза. В отличие от устройства-аналога псевдобинокулярный НБ имеет меньшие массу, габариты и стоимость, но по-прежнему не обеспечивает работу при пониженном уровне ЕНО и в полной темноте, а также возможность видения под водой.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение работы НБ при пониженном уровне ЕНО и в полной темноте с возможностью видения под водой.
Указанная задача решается тем, что псевдобинокулярный ночной бинокль, содержащий последовательно установленные на оптической оси ночной объектив, электронно-оптический преобразователь и псевдобинокулярную окулярную систему, содержащую проекционный объектив, сфокусированный на экран электронно-оптического преобразователя, двугранную призму с двумя - правой и левой отражающими зеркальными поверхностями, разделяющими окулярную систему на правую и левую окулярные ветки, каждая из которых содержит последовательно установленные промежуточный объектив, плоское зеркало и окуляр, отличающийся тем, что перед фотокатодом электронно-оптического преобразователя дополнительно установлен первый узкополосный фильтр с возможностью его замены на второй узкополосный фильтр и на компенсирующую плоскопараллельную пластину, каждая зеркально отражающая поверхность двугранной призмы выполнена дихроичной, двугранная призма выполнена полой, в ее внутренней поверхности установлено вертикальное плоское зеркало с правой и левой отражающими поверхностями, дополнительно введен первый драйвер, подключенный к дополнительно введенному правому светодиоду, излучающая поверхность которого через правую зеркально отражающую поверхность вертикального плоского зеркала и правую дихроичную зеркально отражающую поверхность двугранной призмы оптически сопряжена с правым объективом формирования излучения, на выходе которого установлен правый оптический клин, дополнительно содержит второй драйвер, подключенный к дополнительно введенному левому светодиоду, излучающая поверхность которого через левую зеркально отражающую поверхность вертикального плоского зеркала и левую дихроичную зеркально отражающую поверхность двугранной призмы оптически сопряжена с левым объективом формирования излучения, на выходе которого установлен левый оптический клин.
Решение данной задачи достигается за счет исполнения зеркально отражающих граней двугранной призмы дихроичными и за счет сопряжения через них правого светодиода с правым объективом формирования излучения, а левого светодиода с левым объективом формирования излучения, причем на выходе этих объективов установлены соответственно правый и левый оптический отклоняющий клин.
Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на чертеже фиг. 1.
Устройство состоит из последовательно установленных на оптической оси ночного объектива 1, первого узкополосного фильтра 2 с возможностью его замены на второй узкополосный фильтр 3 и на компенсирующую плоскопараллельную пластину 4, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) 5 и псевдобинокулярной окулярной системы 6. Она содержит проекционный объектив 7, сфокусированный на экран ЭОП 5, полую двугранную призму 8 с двумя - правой 9 и левой 10 дихроичными плоскими поверхностями. Двугранная призма 8 разделяет окулярную систему 6 на правую 11 и левую 12 окулярные ветви. Каждая из них содержит последовательно установленные промежуточный объектив 13 (14), плоское зеркало 15 (16) и окуляр 17 (18). Во внутренней поверхности полой двугранной призмы 8 установлено вертикальное плоское зеркало 19 с правой 20 и левой 21 отражающими поверхностями. Устройство содержит первый драйвер 22, подключенный к правому светодиоду 23, излучающая поверхность которого через правую зеркально отражающую поверхность 20 вертикального плоского зеркала 19 и правую дихроичную зеркально отражающую поверхность 9 двугранной призмы 8 оптически сопряжена с правым объективом формирования излучения (ОФИ) 24. На выходе ОФИ 24 установлен правый оптический клин 25. Устройство содержит второй драйвер 26, подключенный к левому светодиоду 27, излучающая поверхность которого через левую зеркально отражающую поверхность 21 вертикального плоского зеркала 19 и левую дихроичную зеркально отражающую поверхность 10 двугранной призмы 8 оптически сопряжена с левым ОФИ 28, на выходе которого установлен левый оптический клин 29.
Первый узкополосный фильтр 2 пропускает на длине волны 0,85 мкм, второй узкополосный фильтр 3 пропускает на длине волны 0,51 мкм. При этом спектральная полоса пропускания фильтров 2 и 3 равна соответственно спектральной полосе излучения правого светодиода 23 и левого светодиода 27. Правый светодиод 23 излучает на длине волны 0,85 мкм, оптимальной для работы в наземных условиях, а левый светодиод 27 излучает на длине волны 0,51 мкм, оптимальный для работы под водой. Фотокатод ЭОП 25 работает в области спектра 0,4-0,9 мкм, а экран ЭОП 5 - в области спектра 0,53-0,56 мкм. Правая дихроичная поверхность 9 пропускает на длине волны 0,85 мкм и отражает в области спектра 0,53-0,56 мкм. Левая дихроичная поверхность 10 пропускает излучение на длине волны 0,51 мкм и отражает в области спектра 0,53-0,56 мкм.
-3
Устройство работает следующим образом. При функционировании ночью в пассивном режиме в условиях нормированного уровня ЕНО≥3x10 Лк излучение звезд и Луны, определяющее уровень ЕНО, отражается от объекта наблюдения и окружающего его фона и приходит в ночной объектив 1, создающий изображение объекта и фона на фотокатоде ЭОП 5. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости. При этом перед фотокатодом ЭОП 5 установлена компенсирующая плоскопараллельная пластина 4. Проекционный объектив 7 передает излучение с экрана ЭОП 5 на двугранную призму 8. Ее правая 9 и левая 10 дихроичные поверхности разделяют излучение с экрана ЭОП 5 в правую 11 ив левую 12 окулярную ветвь. В каждой ветви 11 (12) промежуточный объектив 13 (14) с помощью плоского зеркала 15 (16) передает изображение в переднюю фокальную плоскость окуляра 17 (18). Оператор наблюдает в эти окуляры изображения объекта и фона, осуществляя распознавание объекта.
При падении уровня ЕНО ниже нормированного значения и в полной темноте в наземных условиях перед фотокатодом ЭОП 5 устанавливается первый узкополосный фильтр 2, пропускающий на длине волны 0,85 мкм. Включается первый драйвер 22. Он подает ток питания на правый светодиод 23, излучающий на длине волны 0,85 мкм. Его излучение отражается от правой отражающей поверхности 20 вертикального плоского зеркала 19, проходит через правое дихроичное плоское зеркало 9 в правый ОФИ 24, который коллимирует излучение. Правый оптический отклоняющий клин 25 отклоняет излучение, направляя его на объект наблюдения и создавая на нем пятно подсвета. Излучение подсвета, отраженное от объекта, приходит в ночной объектив 1. Далее устройство работает так, как это было описано выше.
При работе ночью под водой перед фотокатодом ЭОП 5 устанавливается второй узкополосный фильтр 3, пропускающий на длине волны 0,51 мкм. Включается второй драйвер 26. Он подает ток питания на левый светодиод 27, излучающий на длине волны 0,51 мкм. Его излучение отражается от левой отражающей поверхности 21 вертикального плоского зеркала 19, проходит через левое дихроичное плоское зеркало 10 в левый ОФИ 28, который коллимирует излучение. Левый оптический отклоняющий клин 29 отклоняет излучение, направляя его на объект наблюдения и создавая на нем пятно подсвета. Излучение подсвета, отраженное от объекта, приходит в ночной объектив 1. Далее устройство работает так, как это было описано выше.
В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.
Таким образом, за счет исполнения зеркально отражающих граней двугранной призмы дихроичными и за счет сопряжения через них правого светодиода с правым объективом формирования излучения, а левого светодиода с левым объективом формирования излучения, причем на выходе этих объективов установлены соответственно правый и левый оптический отклоняющий клин, обеспечивается работа НБ при пониженном уровне ЕНО и в полной темноте с возможностью видения под водой.