Псевдобинокулярный ночной бинокль с функцией измерения дальности

Предлагаемая полезная модель относится к технике оптико-электронных приборов наблюдения, в частности, к ночным биноклям.
Известен принятый за аналог прибор - псевдобинокулярный ночной бинокль (НБ) «Альфа-3122» ОАО НПО «Альфа» (Псевдобинокулярный ночной бинокль «Альфа-3122». Проспект ОАО НПО «Альфа», РФ, М., 2013 г.) и НБ - модель F5010 фирмы ITT (США) (см. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Видение и безопасность. М.: Новости, 2009, 840 с, с. 70, рис. 2.3.5в). НБ содержат последовательно установленные на оптической оси ночной объектив, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) и окулярную систему с разводкой изображения на два глаза. Недостатком НБ является невозможность точного измерения дальности до объекта наблюдения.
Известен принятый за прототип ночной дальномерный комплекс VD-460 фирмы ОАО «Дедал-НВ» (см. «Ночной дальномерный комплекс VD-460». Проспект фирмы ОАО «Дедал-НВ», РФ, М., 2013 г., а также Волков В.Г., Гиндин П.Д., Достижения в технике видения. М.: Техносфера, 2019, книга 1, с. 218, рис. 2.9.1). Комплекс состоит из псевдобинокулярного НБ, стыкованного с ним и находящимся в отдельном корпусе лазерно-дальномерного канала. Псевдобинокулярный НБ содержит последовательно установленные на оптической оси ночной объектив, ЭОП и окулярную систему с разводкой изображения на два глаза. Лазерно-дальномерный канал содержит задающий генератор импульсов (ЗГИ), первый выход которого через блок накачки подключен к импульсному лазерному полупроводниковому излучателю (ИЛПИ), на который сфокусирован объектив формирования излучения (ОФИ). Второй выход ЗГИ подключен к первому входу схемы сравнения. Лазерный дальномер содержит приемный объектив, сфокусированный через узкополосный фильтр на фотоприемное устройство (ФПУ), выход которого через усилитель подключен ко второму входу схемы сравнения. Ее выход через измеритель временных интервалов (ИВИ) подключен к цифровому светодиодному индикатору дальности. Данный комплекс обеспечивает как ночное наблюдение, так и точное измерение дальности до объекта наблюдения. Однако комплекс обладает значительными массой и габаритами.
Задачей предлагаемой полезной модели является сокращение массы и габаритов устройства.
Указанная задача решается тем, что псевдобинокулярный ночной бинокль, содержащий последовательно установленные на оптической оси ночной объектив, электронно-оптический преобразователь и 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, лазерно-дальномерный канал, содержащий задающий генератор импульсов, первый выход которого подключен через блок накачки к импульсному лазерному полупроводниковому излучателю, на который сфокусирован объектив формирования излучения, второй выход задающего генератора импульсов подключен к первому входу схемы сравнения, лазерно-дальномерный канал содержит также приемный объектив, сфокусированный на фотоприемное устройство, выход которого подключен через усилитель ко второму входу схемы сравнения, выход которой через измеритель временных интервалов (ИВИ) подключен к цифровому светодиодному индикатору дальности, отличающийся тем, что правая и левая отражающие зеркальные поверхности выполнены дихроичными, двугранная призма выполнена полой, импульсный лазерный полупроводниковый излучатель оптически сопряжен через правую дихроичную поверхность и дополнительно введенные последовательно установленные третье и четвертое плоские зеркала с объективом формирования излучения, фотоприемное устройство оптически сопряжено через левую дихроичную поверхность и дополнительно введенные последовательно установленные пятое и шестое плоские зеркала с приемным объективом, причем цифровой светодиодный индикатор дальности установлен в передней фокальной плоскости левого окуляра в верхней части его поля зрения.
Решение данной задачи достигается за счет исполнения зеркально отражающих граней двугранной призмы дихроичными и сопряжения через них импульсного лазерного полупроводникового излучателя с объективом формирования излучения, а также за счет фотоприемного устройства - с приемным объективом, и за счет ввода цифрового светодиодного индикатора дальности в поле зрения окуляра устройства.
Блок-схема предлагаемой полезной модели представлена на чертеже фиг.1.
Устройство состоит из последовательно установленных на оптической оси ночного объектива 1, электронно-оптического преобразователя (ЭОП) 2 и псевдобинокулярной окулярной системы 3. Она содержит проекционный объектив 4, сфокусированный на экран ЭОП 2, полую двугранную призму 5 с двумя - правой 6 и левой 7 дихроичными плоскими зеркальными поверхностями. Двугранная призма 5 разделяет окулярную систему 3 на правую 8 и левую 9 окулярные ветви. Каждая из них содержит последовательно установленные промежуточный объектив 10 (11), плоское зеркало 12 (13), окуляр 14 (15). Устройство содержит также лазерно-дальномерный канал, содержащий задающий генератор импульсов (ЗГИ) 16, первый выход которого через блок накачки 17 подключен к импульсному лазерному полупроводниковому излучателю (ИЛИИ) 18. Он оптически сопряжен через правую дихоичную поверхность 6, третье 19 и четвертое плоские зеркала 20 с объективом формирования излучения (ОФИ) 21. Лазерно-дальномерный канал содержит также фотоприемное устройство 22, оптически сопряженное через левую дихроичную поверхность 7, пятое 23 и шестое 24 плоские зеркала с приемным объективом 25. Выход ФПУ 22 через усилитель 26 подключен ко второму входу схемы сравнения 27, к первому входу которой подключен второй выход ЗГИ 16. Выход схемы сравнения 27 через измеритель временных интервалов (ИВИ) 28 подключен к цифровому светодиодному индикатору дальности 29. Он установлен в передней фокальной плоскости левого окуляра 15 в верхней части его поля зрения.
Фотокатод ЭОП 2 работает в области спектра 0,8 - 1,7 мкм, а его экран - в области спектра 0,53 - 0,56 мм. ИЛПИ 18 работает на длине волны 1,55 мкм, ФПУ 22 работает в области спектра 0,8 - 1,7 мкм. Правая дихроичная плоская поверхность 6 пропускает излучение на длине волны 1,55 мкм и отражает излучение в области спектра 0,53 - 0,56 мкм. Левая дихроичная плоская поверхность 7 пропускает излучение на длине волны 1,55 мкм и отражает излучение в области спектра 0,53 - 0,56 мкм. Цифровой светодиодный индикатор дальности 29 излучает на длине волны 0,63 мкм.
-3
Устройство работает следующим образом. При функционировании ночью в пассивном режиме в условиях нормированного уровня естественной ночной освещенности ЕНО ≥ 3×10 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 2. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости. Проекционный объектив 4 окулярной системы 3 передает излучение с экрана ЭОП 2 на двугранную призму 5. Ее правая 6 и левая 7 дихроичные поверхности разделяют излучение с экрана ЭОП 2 в соответственно в правую 8 и в левую 9 окулярную ветви. В каждой ветви 8 (9) промежуточный объектив 10 (11) с помощью плоских зеркал 12 (13) передает изображение в переднюю фокальную плоскость окуляра 14 (15). Оператор наблюдает в эти окуляры изображения объекта и фона, осуществляя распознавание объекта.
Для точного измерения дальности до объекта наблюдения работает лазерно-дальномерный канал. С первого выхода его ЗГИ 16 подаются синхроимпульсы на вход блока накачки 17. Он формирует импульсы тока накачки, подаваемые на ИЛПИ 18. Он генерирует импульсы излучения, которые проходят через правую дихроичную поверхность 6, последовательно отражаются от третьего 19 и четвертого 20 плоских зеркал и приходят в ОФИ 21. Он коллимирует излучение и направляет его на объект. Импульсы излучения, отраженные от объекта, приходят в приемный объектив 25, последовательно отражаются от шестого 24 и пятого 23 плоских зеркал и приходят через левую дихроичную поверхность 7 на фоточувствительную площадку ФПУ 22. На ней излучение концентрируется с помощью приемного объектива 25. ФПУ 22 преобразует импульсы излучения в электрические импульсы. Они усиливаются в усилителе 26 и поступают на второй вход схемы сравнения 27. Одновременно с подачей импульсов с первого выхода ЗГИ 16 со второго его выхода подаются синхроимпульсы на первый вход схемы сравнения 27. В ней сравнивается время прихода импульсных сигналов с ее первого и второго входов и формируется соответствующий временной интервал, пропорциональный дальности до объекта наблюдения. Сигнал этого интервала подается на вход ИВИ 28, где происходит измерение интервала и его оцифровка. С выхода ИВИ 28 сигнал подается на цифровой светодиодный индикатор дальности 29. На его табло отображается значение дальности до объекта. Оно считывается оператором через левый окуляр 15.
В настоящее время разработана принципиальная схема устройства и выполнено его макетирование.
Таким образом, за счет исполнения зеркально отражающих граней двугранной призмы дихроичными, и сопряжения через них импульсного лазерного полупроводникового излучателя с объективом формирования излучения, а также за счет фотоприемного устройства - с приемным объективом, и за счет ввода цифрового светодиодного индикатора дальности в поле зрения окуляра устройства, решается задача сокращения массы и габаритов устройства.