прибор ночного видения

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.

Описание изобретения к патенту

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:

Радиусы	Толщины	Марка стекла	Диаметры поверхн.
R1=плоскость			18
	D1=1,2	К8 (Экран ЭОП)
R2=плоскость		-	18
	d2=переменное
R3-14,689			8
	d3=5	СТК9
R4=-6,46			8
	d4=0,275
R5=-5,34			7
	d5=2	ТФ10
R6=43,25			8
	d6=0,36
R7=-42,07			10
	d7=4	СТК9
R8=-8,956			10
	d8=переменное
R9=88,47			13
	d9=4	СТКЗ
R10=-16,49			13
	D10=переменное
R11=7,05			12,5
	D11=5	ТФ10
R12=4,221			6,6
	D12=3,6
R13=-4,221			6,6
	d13=5	ТФ10
R14=-7,05			12,5
	d14=6,4
R15=плоскость			20
	D15=5	CTK9
R16=-16,596			20
	d16=0,5
R17=26,53		-	20
	d17=9	CTK3
R18=-12,05			20
	d18=1,5	ТФ10
R19=-47,42			20

Параметры варианта исполнения оптической окулярной системы:

- расчетная длина волны 546 нм;

- рабочий спектральный диапазон 486-589 нм;

- фокусное расстояние подвижной

группы 15 ОС, F ₁₅oc 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:

Fэкв	d2	d8	d10
-24,78	21,3	0,50	0,90
-24,12	21,0	0,70	1,00
-23,23	20,5	1,08	1,12
-22,41	20.0	1,46	1,24
-21,57	19,5	1,81	1,39
-20,86	19,0	2,17	1,53
-20,19	18,5	2,53	1,67
-19,49	18,0	2,85	1,85
-18,75	17,5	3,11	2,09
-18,08	17,0	3,38	2,32
-17,49	16,5	3,66	2,54
-16,86	16,0	3,88	2,82
-16,26	15,5	4,08	3,12
-15,68	15,0	4,26	3,44
-15,12	14,5	4,42	3,78
-14,58	14,0	4,55	4,15
-14,05	13,5	4,66	4,54
-13,50	13,0	4,69	5,01
-12,98	12,5	4,72	5,48
-12,47	12,0	4,70	6,00
-11,96	11,5	4,64	6,56
-11,45	11,0	4,53	7,17
-10,93	10,5	4,35	7,85
-10,42	10,0	4,11	8,59
-9,89	9,5	3,80	9,40
-9,34	9,0	3,38	10,32
-8,77	8,5	2,83	11,37
-8,16	8,0	2,10	12,60
-7,46	7,5	1,07	14,13
-6,95	7,1	0,20	15,40

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.