CN106032968B - 一种夜视电子瞄准器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种夜视电子瞄准器，除包括有镜头、支架、红外摄像接收器、显示装置外，还包括红外激光发射器，所述红外激光发射器在由红外摄像接收器接收到目标时，能够主动发射出红外激光，对目标进行打击，所述红外激光发射器具有两个工作模式，分别为损伤型模式，非损伤型模式，当工作于损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成损伤，使目标夜视瞄准器造成损失而无法正常工作；当工作于非损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成干扰，使目标夜视瞄准器无法获得我方红外激光发射器的图像或位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种瞄准装置，特别是一种夜视电子瞄准器。
背景技术
人们为了提高射击的效率和精准度，许多年以来，发明了各种各样的仪器和设备来帮助使用者将枪瞄准目标。众多的用于枪的瞄准装备，简略的来说，常见的分为望远式瞄准镜(Telescopic Sight)和反射式瞄准器(Reflex Sight)两种，也有基于其他的原理设计的瞄准器，不同的瞄准仪器侧重于解决不同方面的问题。
作为瞄准器的细分可分为可见光波段和夜视，也就是红外波段的电子瞄准器。
现有技术【CN200310115781】公开了一种枪的电子显像瞄准装置，包含有一壳体，以可拆装的方式安装于枪身上；一影像撷取装置，设于壳体内，朝枪口前方撷取影像；一薄形显示装置，接收影像撷取装置输出的讯号，用于显示影像。使安装有本发明的枪枝便于瞄准操作，可增进人员在战场上的安全性，且可通过选择使用夜视、红外线侦测或热感应侦测来满足夜战的需要。
现有技术存在以下技术缺陷，虽然现有技术中可以选择使用夜视、红外线侦测或热感应侦测手段用于影像撷取装置，获得红外图像来满足夜战的需要，但其只具有摄像功能，也就是对于电子瞄准设备来说，其实质上是被动型装备，在实战环境中，我方使用夜视电子瞄准器的武器装备时，对方往往也会使用同样的夜视电子瞄准器的武器装备，这时，如果对方的电子瞄准设备是一种主动型装备时，我方武器装备将会处在被动地位。
发明内容
基于现有技术中存在的上述缺陷，本发明公开了一种夜视电子瞄准器，除包括有支架、红外摄像接收器、显示装置外，还包括红外激光发射器，所述红外激光发射器在由红外摄像接收器接收到目标时，能够主动发射出红外激光，对目标进行打击，所述红外激光发射器具有两个工作模式，分别为损伤型模式，非损伤型模式，当工作于损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成损伤，使目标夜视瞄准器造成损失而无法正常工作；当工作于非损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成干扰，使目标夜视瞄准器无法获得我方红外激光发射器的图像或位置。
本发明所采用的技术方案如下：一种夜视电子瞄准器，所述电子瞄准器包括镜头、支架、红外摄像接收器、红外激光发射器、显示装置，所述支架以可拆卸的方式固定于枪械上，所述红外摄像接收器捕捉被瞄准目标的光学影像，所述显示装置与红外摄像接收器通过线路连接，接收所述光学影像并将其显示出来，所述红外激光发射器具有两个工作模式，分别为损伤型模式，非损伤型模式，当工作于损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成损伤，使目标夜视瞄准器无法正常工作；当工作于非损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成干扰，使目标夜视瞄准器无法获得所述红外激光发射器的图像或位置，红外激光发射器具有发射模式选择部件，用于在损伤型模式和非损伤型模式之间进行切换选择。
当激光能量密度q达到或超过目标的破坏阈值qth，红外激光发射器为损伤型模式；当激光能量密度q小于目标的破坏阈值qth，红外激光发射器为非损伤型模式，其中，能量密度采用如下关系式计算：
q＝0.717τD2P/β2λ2R2，其中，
q-能量密度；
λ-激光波长；
β-激光束发散角与衍射极限上的发散角之比；
τ-大气透射率；
D-发射望远镜主镜直径；
R-目标距离；
P-输出激光光束功率；
qth的取值范围在1mw/cm2～2mw/cm2。
所述红外摄像接收器包括基底、传感器、数据采集器、数据存储器、控制器、计算机接口以及电池组或电源接口；其中，在所述的基底上开有红外摄像窗口，所述的传感器安装在所述红外摄像窗口的下方，所述传感器与所述的数据采集器电连接，所述的数据采集器连接到装置的数据总线上，所述的数据存储器也与所述的数据总线连接，所述的数据总线还分别与所述的控制器和计算机接口电连接，所述的电池组或电源接口电连接到所述的数据存储器上。
所述红外激光发射器设置在电子瞄准器壳体内，与镜头对接，红外激光发射器发射红外激光，透过镜头散射出去。
所述红外激光发射器包括主镜筒、正透镜、压圈、调节垫片、光纤法兰盘和输出光纤，所述主镜筒包括镜筒和法兰盘，镜筒的前端通过压圈固定正透镜，后端通过调节垫片固定光纤法兰盘，所述的输出光纤穿过所述的光纤法兰盘和调节垫片进入镜筒内后端。
所述的节镜头可拆卸，其分为矩形布孔镜头、交错布孔镜头和宽孔布孔镜头。
附图说明
图1为本发明电子瞄准器的主要功能结构框图。
图2为不同能量密度的红外激光照射后所接收的红外图像
(a)66.3(b)235.9(c)645.5(d)1125(e)2378
能量密度单位为μw/cm2
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例并配合附图，对本发明进一步详细说明。
一种夜视电子瞄准器，所述电子瞄准器包括镜头、支架、红外摄像接收器、红外激光发射器、显示装置，所述支架以可拆卸的方式固定于枪械上，所述红外摄像接收器捕捉被瞄准目标的光学影像，所述显示装置与红外摄像接收器通过线路连接，接收所述光学影像并将其显示出来，具体功能模块结构图如图1所示。对于本领域技术人员来说，支架可以根据枪械的具体结构灵活设计，未在说明书附图1中作为单独的功能模块示出。
所述红外摄像接收器包括基底、传感器、数据采集器、数据存储器、控制器、计算机接口以及电池组或电源接口；其中，在所述的基底上开有红外摄像窗口，所述的传感器安装在所述红外摄像窗口的下方，所述传感器与所述的数据采集器电连接，所述的数据采集器连接到装置的数据总线上，所述的数据存储器也与所述的数据总线连接，所述的数据总线还分别与所述的控制器和计算机接口电连接，所述的电池组或电源接口电连接到所述的数据存储器上。
所述红外激光发射器设置在电子瞄准器壳体内，与镜头对接，红外激光发射器发射红外激光，透过镜头散射出去。
所述红外激光发射器包括主镜筒、正透镜、压圈、调节垫片、光纤法兰盘和输出光纤，所述主镜筒包括镜筒和法兰盘，镜筒的前端通过压圈固定正透镜，后端通过调节垫片固定光纤法兰盘，所述的输出光纤穿过所述的光纤法兰盘和调节垫片进入镜筒内后端。
所述的节镜头可拆卸，其分为矩形布孔镜头、交错布孔镜头和宽孔布孔镜头。
当红外摄像接收器捕捉被瞄准目标的光学影像后，夜视电子瞄准器由被动工作模式，进入被动，主动双重工作模式，一方面，红外激光发射器能够主动发射出红外激光，对目标进行照射打击，所述红外激光发射器具有两个工作模式，分别为损伤型模式，非损伤型模式，当工作于损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成损伤，使目标夜视瞄准器造成损失而无法正常工作；当工作于非损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成干扰，使目标夜视瞄准器无法获得我方红外激光发射器的图像或位置；另一方面，红外摄像接收器并未停止捕捉被瞄准目标的光学影像，在红外激光发射器对目标进行照射的同时也对目标同步实时进行成像，附图2所示出的就是在不同的能量密度激光照射下，被照射目标所成的红外图像。
其中，所述损伤型模式，非损伤型模式分别对应于有损伤型模式能量密度阈值q1，非损伤型模式能量密度阈值q2，q1大于q2，其中，能量密度采用如下关系式计算：
q＝0.717τD2P/β2λ2R2
q-能量密度；
λ-激光波长；
β-激光束发散角与衍射极限上的发散角之比；
τ-大气透射率；
D-发射望远镜主镜直径；
R-目标距离；
P-输出激光光束功率。
由图2可知：当进入红外热像仪前的入射激光光斑能量密度值为69.4μw/cm2，只有激光的主模光斑图像(该激光器主模能量占95％以上)出现，随着激光入射斑能量达到247.7μw/cm2，激光次模斑图像逐渐显现，当激光入射光斑能量密度达到633.1μw/cm2，激光主模光斑的热图像纵向发生了扩散串扰，次模光斑图像变得非常明显，而且外围的高阶衍射模逐渐出现。当激光能量密度进步增加，达到1.025mw/cm2，可以看到激光主模光斑图像与次模光斑图像因饱和串绕完全融合，而且激光光斑图像的纵向扩散幅度要比横向扩散幅度大得多。这一点可以从红外焦平面探测器的结构来分析，其光敏单元是并行的，而转移传输单元却是串行的，各单元之间用沟阻隔开，但基底是相同的，因而短时间内产生的大量光生电荷在光信号积分时间内向邻近的势阱溢流，但由于纵向探测器阵列间的势垒高度小于横向势垒高度，纵向方向探测器阵列的光生电荷更容易扩展。当入射激光斑能量密度达到2.175mw/cm2，可以发现整个视场中都出现高阶模衍射条纹图像，而且主模光斑和次模光斑因能量密度的增加，其图像斑扩散程度明显放大。当取消激光辐照时，红外成像装置的成像效果仍然恢复到无激光作用时的工作状态。这时，红外激光发射器实际上则进入了损伤型模式，此时，停止红外激光发射器发射激光，目标红外成像装置仍无法工作。
由于目标光电设备品种繁多,即使是同类产品，其激光损伤阈值仍存在一定的差异，建立光电设备激光损伤阈值库时，应选择军事装备中最常用的光电探测设备进行测量，现在有些探测器出场时已有激光损伤阈值指标，另外，探测设备损伤阈值也可利用外场试验数据进行推算。
以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应该视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种夜视电子瞄准器，其特征在于，所述电子瞄准器包括镜头、支架、红外摄像接收器、红外激光发射器、显示装置，所述支架以可拆卸的方式固定于枪械上，所述红外摄像接收器捕捉被瞄准目标的光学影像，所述显示装置与红外摄像接收器通过线路连接，接收所述光学影像并将其显示出来，所述红外激光发射器具有两个工作模式，分别为损伤型模式，非损伤型模式，当工作于损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成损伤，使目标夜视瞄准器无法正常工作；当工作于非损伤型模式时，由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成干扰，使目标夜视瞄准器无法获得所述红外激光发射器的图像或位置，红外激光发射器具有发射模式选择部件，用于在损伤型模式和非损伤型模式之间进行切换选择；
所述由红外激光发射器发出的激光会对目标夜视瞄准器造成损伤或干扰是利用具有一定能量密度的激光光斑使目标夜视瞄准器内激光主模光斑图像和激光次模光斑图像扩散；
当激光能量密度q达到或超过目标的破坏阈值qth，红外激光发射器为损伤型模式；当激光能量密度q小于目标的破坏阈值qth，红外激光发射器为非损伤型模式，其中，能量密度采用如下关系式计算：q＝0.717τD2P/β2λ2R2，其中，q-能量密度；λ-激光波长；β-激光束发散角与衍射极限上的发散角之比；τ-大气透射率；D-发射望远镜主镜直径；R-目标距离；P-输出激光光束功率；qth的取值范围在1mw/cm2～2mw/cm2。
2.如权利要求1所述的电子瞄准器，其特征在于，所述红外摄像接收器包括基底、传感器、数据采集器、数据存储器、控制器、计算机接口以及电池组或电源接口；其中，在所述的基底上开有红外摄像窗口，所述的传感器安装在所述红外摄像窗口的下方，所述传感器与所述的数据采集器电连接，所述的数据采集器连接到装置的数据总线上，所述的数据存储器也与所述的数据总线连接，所述的数据总线还分别与所述的控制器和计算机接口电连接，所述的电池组或电源接口电连接到所述的数据存储器上。
3.如权利要求1所述的电子瞄准器，其特征在于，所述红外激光发射器设置在电子瞄准器壳体内，与镜头对接，红外激光发射器发射红外激光，透过镜头散射出去。
4.如权利要求3所述的电子瞄准器，其特征在于，所述红外激光发射器包括主镜筒、正透镜、压圈、调节垫片、光纤法兰盘和输出光纤，所述主镜筒包括镜筒和法兰盘，镜筒的前端通过压圈固定正透镜，后端通过调节垫片固定光纤法兰盘，所述的输出光纤穿过所述的光纤法兰盘和调节垫片进入镜筒内后端。
5.如权利要求3所述的电子瞄准器，其特征在于，所述的镜头可拆卸，其分为矩形布孔镜头、交错布孔镜头和宽孔布孔镜头。
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