МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ БИНОКЛЬ "ДЕНЬ-НОЧЬ"

Полезная модель относится к оптическому приборостроению и, конкретно, к наблюдательным приборам для дневного и ночного наблюдения с возможностью комплексирования с лазерным дальномером, тепловизионным каналом и другими информационными каналами.
Известен бинокль «день-ночь» (патент US 5.282.082), состоящий из дневного бинокля, каждая из ветвей которого содержит объектив, оборачивающую систему и окуляр, перед которым расположено зеркало, коммутирующее дневной канал с ночным каналом.
Между объективами дневного бинокля последовательно установлены: объектив ночного канала, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) и псевдобинокулярная лупа, состоящая из коллимационного объектива, светоделителя, выполненного из двух зеркал, двух объективов и общими с дневным биноклем коммутирующими зеркалами и окулярами.
При работе ночного канала коммутирующие зеркала перекрывают дневной канал, при работе дневных каналов они выводятся из дневных каналов. Для смены базы глаз наблюдения предусмотрен совместный разворот дневных каналов с зеркалами светоделителя, в связи с чем центральная зона наилучшего качества коллимационного объектива не используется. Недостатком предлагаемой схемы является также невозможность одновременного наблюдения посредством ночного и дневного каналов. В бинокле «день-ночь» по патенту патент US 5.282.082 отсутствует возможность наблюдения в окуляр помимо ночной и дневной картин наблюдения дополнительной информации с непрозрачного дисплея, что не позволяет комплексировать бинокль с другими информационными каналами.
Известен патент РФ №2202815 «Двухканальный прибор для дневного и ночного наблюдения», содержащий дневной канал, состоящий из объектива дневного канала, оборачивающей системы дневного канала, окуляра, ночной канал, состоящий из объектива ночного канала, в котором в качестве первого компонента используется объектив дневного канала, электронно-оптического преобразователя, оборачивающей системы ночного канала и общего с дневным каналом окуляра, а так же систему оптической коммутации, состоящей из четырех оптических дефлекторов
Недостатком такого решения является отсутствие возможности наблюдения в окуляр помимо изображений ночного и дневного каналов дополнительной информации с непрозрачного дисплея.
Известен бинокль «день-ночь» ООО «Фарвижн» (фиг. 1), выполненный с использованием патента РФ №2202815, в котором псевдобинокулярная лупа для наблюдения экрана ЭОПа 1 состоит из коллимационного объектива 2, выходная апертура которого двумя дефлекторами 3 делится на два канала, каждый из которых содержит объектив 4 и общие с дневным каналом куб-призму 5, ромб-призму 6 и окуляр 7. При этом пятилинзовый коллимационный объектив состоит из отрицательного мениска, выпуклостью расположенного к предмету, с f'=-22,48 мм, Sf=23,83 мм, S'f'=-22,02 мм, далее на расстоянии 10 мм установлена двояковыпуклая линза с f'=63,02 мм, Sf=-61,02 мм, S'f'=62,72 мм, за ней на расстоянии 13 мм установлена двояковогнутая линза с f'=-31,42 мм, Sf=31,41 мм, S'f'=-32,84 мм, далее на расстоянии 2,6 мм расположен положительный мениск, своей вогнутостью обращенный к предмету, с f'=45,31 мм, Sf=-40,32 мм, S'f'=46,38 мм, за ним на расстоянии 0,2 мм установлена двояковыпуклая линза с f'=60,35 мм, Sf=-57,77 мм, S'f'=59,68 мм. Объектив 4 выполнен в виде двухлинзовой склеенной линзы, с f'=52,64 мм, Sf=-51,70 мм, S'f'=49,84 мм, состоящей из двояковыпуклой линзы с f'=25,86 мм, Sf=-24,18 мм, S'f'=24,71 мм и отрицательного мениска с f'=-49,28 мм, Sf=48,82 мм, S'f'=-50,86 мм. Четырехлинзовый окуляр 7 состоит из плосковыпуклой линзы с f'=37,11 мм, Sf=-34,52 мм, S'f'=37,11 мм, за ней на расстоянии 0,15 мм установлена двухлинзовая склеенная линза, с f'=289,81 мм, Sf=-258,15 мм, S'f'=318,55 мм, состоящая из плосковогнутой линзы с f'=-18,33 мм, Sf=19,29 мм, S'f'=-18,33 мм и двояковыпуклой линзы с f'=19,14 мм, Sf=-17,12 мм, S'f'=15,81 мм, далее на расстоянии 0,15 мм расположена плосковыпуклая линза с f'=22,60 мм, Sf=-22,60 мм, S'f'=19,76 мм.
Недостатком такого решения является отсутствие возможности наблюдения в окуляр помимо изображений ночного и дневного каналов дополнительной информации с непрозрачного дисплея.
Задачей полезной модели является создание многофункционального бинокля «день-ночь» с возможностью наблюдения дополнительной информации с непрозрачного дисплея, что в свою очередь, дает возможность комплексирования бинокля «день-ночь» с лазерным дальномером, тепловизионным каналом и другими информационными каналами.
Для решения этой задачи предлагается многофункциональный бинокль «день-ночь», состоящий из дневного бинокля, каждая из ветвей которого содержит объектив дневного канала, оборачивающую систему, куб-призму, коммутирующую дневной и ночной каналы, ромб-призму и окуляр, из ночного канала, содержащего объектив ночного канала, электронно-оптический преобразователь и псевдобинокулярную лупу, состоящую из коллимационного объектива, выходная апертура которого делится дефлектором на два канала, каждый из которых содержит объектив и общие с дневным каналом ромб-призму, окуляр и куб-призму, объединяющую дневной и ночной каналы, отличающийся тем, что коллимационный объектив выполнен двухкомпонентным, в котором первый компонент - отрицательный, второй - положительный, при этом соблюдены следующие условия:
∑
1
∑
0,85f'≤|f'|≤0,95f'
∑
2
∑
1,05f'≤f'≤1,15f'
∑
∑
0,27f'≤d≤0,4f',
∑
где f' - фокусное расстояние коллимационного объектива,
1
f' - фокусное расстояние первого компонента коллимационного объектива,
2
f' - фокусное расстояние второго компонента коллимационного объектива,
d - расстояние между последней линзой первого компонента и первой линзой второго компонента коллимационного объектива.
Такое решение позволяет разместить между компонентами коллимационного объектива дефлектор и непрозрачный дисплей для ввода дополнительной информации. Дисплей установлен таким образом, что нормаль к плоскости дисплея перпендикулярна оптической оси коллимационного объектива.
В качестве дополнительной информации, считываемой с дисплея, может быть информация о дальности объекта наблюдения при размещении параллельно оптическим осям многофункционального бинокля «день-ночь» лазерного дальномера, состоящего из излучающего и приемного каналов, информация которого визуализируется на экране дисплея, а так же тепловизионная картина при дополнительном размещении параллельно оптическим осям многофункционального бинокля «день - ночь» тепловизионного модуля, состоящего из объектива, приемника инфракрасного излучения, устройства обработки и преобразования сигнала приемника инфракрасного излучения, визуализирующего тепловую картину на экране дисплея.
Предлагаемое техническое решение дает возможность наблюдать объект в трех спектральных диапазонах: дневном, ночном и инфракрасном, а так же определять его дальность.
Для смены базы глаз наблюдения применены ромб - призмы, поэтому вся центральная зона наилучшего качества коллимационного объектива используется при наблюдении.
На фиг. 2 представлена оптическая схема многофункционального бинокля «день-ночь». Она содержит дневной канал - бинокль, каждая из ветвей которого состоит из объектива дневного канала 1, оборачивающей системы 2 (например, призмы Пехана), куб-призмы 3, коммутирующей дневной и ночной каналы, ромб-призмы 4 и окуляра 5, ночной канал, состоящий из объектива ночного канала 6, первый компонент которого - объектив дневного канала 1, электронно-оптического преобразователя 7 и псевдобинокулярной лупы, которая содержит двухкомпонентный коллимационный объектив 8, состоящий из отрицательного первого компонента 9 и положительного второго компонента 10, между которыми расположен дефлектор 11, например светоделительная куб-призма, и непрозрачный дисплей 12, дефлектор 13, выполненный, например, из двух зеркал, два объектива 14, и общих с дневным каналом двух куб-призм 3, двух ромб-призм 4 и двух окуляров 5.
На фиг. 3 объектив ночного канала 6 не включает в себя в качестве первого компонента объектив дневного канала, а выполнен автономным.
Параллельно оптическим осям многофункционального бинокля день - ночь установлено (фиг. 2, 3) два модуля - тепловизионный модуль 15, состоящий из объектива 16, приемника инфракрасного излучения, например в виде матричного фотоприемника 17, и лазерный дальномер 18, состоящий из приемного 19 и излучающего 20 каналов. Информация с обоих модулей передается на непрозрачный дисплей 12.
Такое решение позволяет наблюдать объект в трех спектральных диапазонах - дневном, ночном и инфракрасном, а так же определять его дальность.
На основе предложенного технического решения может быть создан многофункциональный бинокль «день-ночь», комплексированный с лазерным дальномером и тепловизионным каналом, имеющий следующие технические характеристики:
Увеличение, крат:
- дневной канал - 14;
- ночной канал - 5;
- тепловизионный канал - 3,5;
Угол поля зрения, град
- дневной канал - 4,5;
- ночной канал - 14,0;
- тепловизионный канал - 10,4×8,0;
Диапазон измерений дальности лазерным дальномером, м
- 10,0÷2000,0