Патент на изобретение №2244333

(54) ПРИБОР НОЧНОГО ВИДЕНИЯ

(57) Реферат:

Прибор может быть использован при изготовлении приборов ночного видения (ПНВ) с бипланарными электронно-оптическими преобразователями (ЭОП) в самых разнообразных условиях эксплуатации. ПНВ содержит объектив, бипланарный ЭОП прямого изображения и оптическую окулярную систему, состоящую из последовательно расположенных по ходу луча оборачивающей системы (ОС), корректора и окуляра. ОС состоит из положительной двояковыпуклой, отрицательной двояковогнутой и вогнуто-выпуклой линз и подвижной двояковыпуклой линзы. Корректор выполнен в виде двух выпукло-вогнутых линз, обращенных вогнутостью друг к другу. Окуляр состоит из плосковыпуклой линзы и склейки из положительной двояковыпуклой и отрицательной вогнуто-выпуклой линз. Технический результат – создание ПНВ с плавным изменением увеличения и сохранением возможности диоптрийной наводки под глаз наблюдателя. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов ночного видения (ПНВ) с бипланарными электронно-оптическими преобразователями (ЭОП) в самых разнообразных условиях эксплуатации.

Известен ПНВ, содержащий оптически сопряженные объектив, ЭОП, оборачивающую систему, выполненную в виде двух линзовых групп, и окуляр (патент RU 2082203, кл. G 02 B 23/12, опубл. 20.06.1997 г.).

Наиболее близким по технической сущности является прибор ночного видения (патент RU №2182718, кл. G 02 B 23/12, опубл. 20.05.2002 г.), содержащий объектив, бипланарный ЭОП прямого изображения, корректор, оборачивающую систему (ОС) и окуляр, причем ОС состоит из четырех линз, из которых третья – вогнуто-выпуклая, а четвертая – двояковыпуклая.

Недостатком этих устройств являются малое увеличение и его фиксированная величина, не позволяющая проводить опознавание объекта после его обнаружения при наблюдении. Хотя сами по себе панкратические окуляры известны (например, авт. свид. СССР №489063, кл. G 02 B 25/00, опубл. 25.10.75 г.), они не предназначены для работы с бипланарными ЭОПами прямого изображения.

Задачей настоящего изобретения является создание ПНВ с плавным изменением увеличения с сохранением возможности диоптрийной наводки под глаз наблюдателя.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в приборе ночного видения, содержащем объектив, бипланарный ЭОП прямого изображения, ОС из четырех линз, из которых третья – вогнуто-выпуклая, а четвертая – двояковыпуклая, корректор и окуляр, первый компонент ОС выполнен в виде положительной двояковыпуклой линзы, второй – в виде отрицательной двояковогнутой линзы и вместе с третьей линзой они образуют группу с возможностью перемещения ее относительно экрана ЭОП по линейному закону, при этом четвертая линза ОС имеет возможность перемещения по нелинейному закону, корректор установлен между ОС и окуляром и выполнен в виде двух выпукло-вогнутых линз, установленных вогнутостью друг к другу, окуляр состоит из двух компонентов, первый из которых выполнен в виде плосковыпуклой линзы, второй – в виде склейки из положительной двояковыпуклой и отрицательной вогнуто-выпуклой линз.

Предложенное выполнение прибора и прежде всего подвижка компонентов оборачивающей системы и использование двухкомпонентного корректора вблизи плоскости промежуточного изображения позволяют плавно изменять увеличение системы в целом, при этом сохраняется диоптрийная наводка под глаз наблюдателя.

На чертеже представлена схема ПНВ.

Прибор ночного видения содержит объектив 1, бипланарный электронно-оптический преобразователь прямого изображения 2, оборачивающую систему 3, в составе которой положительная двояковыпуклая линза 4, отрицательная двояковогнутая линза 5, вогнуто-выпуклая линза 6 и двояковыпуклая линза 7, корректор 8 в составе двух выпукло-вогнутых линз 9 и 10, обращенных вогнутостью друг к другу, и окуляр 11, в составе которого плосковыпуклая линза 12 и склейка из положительной двояковыпуклой линзы 13 и отрицательной вогнуто-выпуклой линзы 14. В оборачивающей системе 3 первые три линзы 4, 5 и 6 образуют группу 15, имеющую возможность перемещения относительно экрана ЭОП 2 по линейному закону, при этом четвертая линза 7 ОС имеет возможность перемещения по нелинейному закону. ОС, корректор и окуляр образуют вместе окулярную систему прибора, при этом корректор размещен вблизи плоскости промежуточного изображения.

Конструктивные параметры варианта исполнения оптической окулярной системы следующие:

Параметры варианта исполнения оптической окулярной системы:

– расчетная длина волны 546 нм;

– рабочий спектральный диапазон 486-589 нм;

– фокусное расстояние подвижной

группы 15 ОС, F₁₅oc 15,98 мм;

– фокусное расстояние подвижной линзы 7 ОС, F₇oc 21,31 мм;

– фокусное расстояние корректора 8, F₈ 43,93 мм;

– фокусное расстояние окуляра 11, F₁₁ 14,04 мм;

– диапазон изменения фокусного расстояния системы (ОС, корректор, окуляр), Fэкв от – 24,78 мм

до – 6,95 мм;

– линейное поле зрения переменное от 17,5 мм

до 5,0 мм;

– диаметр выходного зрачка 4мм;

– удаление выходного зрачка 15 мм.

Зависимости Рэкв от значений d2, d8 и d10 следующие:

Принцип действия прибора ночного видения заключается в следующем. Объектив 1 формирует перевернутое изображение объектов на фотокатоде бипланарного ЭОП 2. Бипланарный ЭОП 2 осуществляет усиление и прямой перенос этого изображения на собственный экран, ОС 3 производит второе оборачивание и перенос изображения в фокальную плоскость окуляра 11, при этом корректор 8 корректирует кривизну поля и астигматизм.

При перемещении относительно экрана ЭОП 2 группы линз 15 по линейному закону и линзы 7 по нелинейному закону меняется эквивалентное фокусное расстояние оптической окулярной системы и ее линейное поле зрения и соответственно меняется общее увеличение ПНВ и его угловое поле зрения.

Задаваясь критерием качества – величиной полихроматического коэффициента передачи контраста (КПК) и учитывая спектральную эффективность по длинам волн – 0,4 на длине волны 486 нм, 1 на 546 нм, 0,4 на 589 нм (с учетом излучения люминофора экрана ЭОП и светопропускания оптической окулярной системы), получаем следующие расчетные значения в плоскости наилучшей установки:

– для Fэкв=- 24,78 мм:

точка на оси – КПК=58%

точка поля 40°

КПК, вычисленный для меридиональной плоскости,

– КПК_м=31%

КПК, вычисленный для сагиттальной плоскости,

– КПК_с=36%

– для Fэкв=-15,12 мм:

точка на оси – КПК=64%

точка поля 40°

– КПК_м=52%

– КПК_с=76%

– для Fэкв=- 6,95 мм:

точка на оси – КПК=45%

точка поля 40°

– КПК_м=66%

– КПК_с=62%

Как видно из расчетов, оптическая окулярная система обеспечивает приемлемое качество изображения для прибора ночного видения при изменении увеличения и позволяет обнаруживать объекты ночью в широком поле зрения и опознавать их при плавном изменении увеличения.

Формула изобретения

Прибор ночного видения, содержащий объектив, бипланарный электронно-оптический преобразователь (ЭОП) прямого изображения, оборачивающую систему (ОС) из четырех линз, из которых третья – вогнуто-выпуклая, а четвертая – двояковыпуклая, корректор и окуляр, отличающийся тем, что первая линза ОС выполнена в виде положительной двояковыпуклой линзы, вторая – в виде отрицательной двояковогнутой линзы и вместе с третьей линзой они образуют группу с возможностью перемещения ее относительно экрана ЭОП по линейному закону, при этом четвертая линза ОС имеет возможность перемещения по нелинейному закону, корректор установлен между ОС и окуляром и выполнен в виде двух выпукло-вогнутых линз, установленных вогнутостью друг к другу, окуляр состоит из двух компонентов, первый из которых выполнен в виде плоско-выпуклой линзы, второй – в виде склейки из положительной двояковыпуклой и отрицательной вогнуто-выпуклой линз.

РИСУНКИ