CN106979722B - 一种全电控微光昼夜两用瞄镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及武器装备技术领域，一种全电控微光昼夜两用瞄镜。它包括系统控制器、取像传感器及沿同一轴线顺序分布的共用物镜、物方分光棱镜、微光电子遮光板、夜视像增强器、夜视微光中继、目视分光棱镜和共用目镜，沿同一轴线顺序分布的白光前反射棱镜、白光中继和白光后反射棱镜，置于白光后反射棱镜与目视分光棱镜之间的白光电子遮光板；白光前反射棱镜位于物方分光棱镜的反光面侧，夜视像增强器、白光电子遮光板、微光电子遮光板和取像传感器分别与系统控制器相连。本发明在保证昼夜不同使用环境的前提下，最大限度地共用系统的光学元件和电子元件，并以全电控的方式实现对瞄镜的工作模式的切换，有效地提高了瞄镜的整体性能。

Description

一种全电控微光昼夜两用瞄镜

技术领域

本发明涉及武器装备技术领域，一种全电控微光昼夜两用瞄镜。

背景技术

现代战争的本质是技术实力和装备质量的竞争，军事技术的需求是推动各种技术升级换代和技术创新的重要原动力。瞄准镜作为现代战争中的射击瞄准的光学装备，从诞生开始，就对提高射击精度做出了很大的贡献；随着夜视技术的发展，人类战争进入了以技术为绝对优势的非对称战争时代。

在现代狙击和小规模阵地战中，瞄镜俨然成为部队军事行动的标配，特别是拥有夜视瞄准镜的军队，对阵没有夜视技术的军队时形成强大的技术优势，给对手造成心理、人身安全的巨大威胁。如现代反恐战争，给恐怖分子的身心以致命的打击。虽然，瞄镜的产生和发展以及质量提高以致升级换代，对现代军事行动产生巨大而深刻的影响，但瞄镜技术的发展远没有到达技术的终点。由于昼夜使用的瞄镜在技术上存在很大的差异，很难将两种技术很好的融合对接；所以，为保证各种军事行动的优势，单兵使用的瞄镜大多装备有两套系统，分别适用于白天和晚上，即白光瞄镜和夜视瞄镜，这给本已不堪现代装备重负的单兵增加了不小的负担；因此，目前已经出现了将白天和夜晚使用的瞄镜融合的昼夜两用瞄镜。

然而，现有昼夜两用瞄镜，虽然称之为两用瞄镜，但存在诸多严重技术缺陷；如下：其一，现有昼夜两用瞄镜只是两种技术的简单堆砌，没有进行技术融合，这样产品的设计体积很大，重量很重；现有的昼夜两用瞄镜，其重量均在1500克以上，为单兵使用带来沉重负担。其二，在进行昼夜切换时，由于使用两套光学系统并且以机械的方式切换(用改变光学零件或者光电零件的相对位置的方式进行昼夜切换)，这样的机械切换运动在强大的枪支冲击情况下，可靠性会急剧下降，为产品的安全性带来非常不利的影响。其三，从昼夜使用的条件和要求来看，由于白天能见度和清晰度比较好，需要看得更远，就需要瞄镜白天使用的观察放大倍率高于夜间使用的观察放大倍率(一般白天使用的倍率是夜间使用倍率的两到三倍)，但现有昼夜两用瞄镜，由于考虑产品的体积大小，昼夜使用瞄镜的物镜大多采用相同的光学系统，这样在昼夜使用时，光学放大倍率也就完全相同，根本无法适应昼夜使用的不同要求，因此很难得到推广和发展。其四，当前世界最先进的瞄镜在实际使用时，对目标的观察与瞄准的情况都只有狙击手自己一人知道，而且如果是一小分队进行狙击作战，由于相互不了解对方的状况，不能很有效的配合，且指挥所不了解现场状况，也不能有效的协调指挥；从而导致队员之间都是各自为战，没有办法交换信息和战场状况，使得行动效率大大降低。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种全电控微光昼夜两用瞄镜。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全电控微光昼夜两用瞄镜，它包括用于对外界环境图像进行成像后将成像光束投射到物方分光棱镜上进行分光处理的共用物镜、用于接收由物方分光棱镜反射的成像光束并将成像光束进行转向后透过白光中继投射到白光后反射棱镜上的白光前反射棱镜、用于接收由白光后反射棱镜进行转向后的成像光束的目视分光棱镜、用于接收经由物方分光棱镜透射的成像光束并对成像光束进行增强处理的夜视像增强器、用于将夜视像增强器射出的成像光束投射到目视分光棱镜上的夜视微光中继、用于接收由目视分光棱镜投射而出的图像的共用目镜和取像传感器、置于物方分光棱镜与夜视像增强器之间以对成像光束的传播路径进行启闭控制的微光电子遮光板、置于白光后反射棱镜与目视分光棱镜之间以对成像光束的传播路径进行启闭控制的白光电子遮光板以及同时与夜视像增强器、白光电子遮光板、微光电子遮光板和取像传感器作控制连接的系统控制器；

所述共用物镜、物方分光棱镜、微光电子遮光板、夜视像增强器、夜视微光中继、目视分光棱镜和共用目镜沿同一轴线顺序分布，所述白光前反射棱镜、白光中继和白光后反射棱镜沿同一轴线顺序分布，所述白光前反射棱镜位于物方分光棱镜的反光面侧。

优选地，它还包括一置于夜视微光中继与夜视像增强器之间的光标分划板，所述夜视微光中继同时接收光标分划板投射的分划光标图像。

优选地，所述共用物镜的像面直径大于夜视像增强器的阴极感光面的直径，所述白光中继的接像面的直径为夜视微光中继的接像面的直径的二分之一，所述白光中继的出像面的直径和夜视微光中继的出像面的直径均等于共用目镜的像面的直径。

优选地，它还包括电源管理器、用于接收用户控制指令的操作按键和用于进行数据信息和/或视频信息传输的信号及视频输入输出接口，所述电源管理器、操作按键和信号及视频输入输出接口分别与系统控制器相连。

由于采用了上述方案，本发明在保证昼夜不同使用环境的前提下，最大限度地共用系统的光学元件和电子元件，并以全电控的方式实现对瞄镜的工作模式的切换，有效地提高了瞄镜的整体性能，降低了产品的重量，提高了产品的质量和稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例的各个组成部件之间布置关系及控制原理示意图；

图2是本发明实施例的成像光束的传播路径示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，本实施例提供的一种全电控微光昼夜两用瞄镜，它包括系统控制器15、取像传感器13以及沿同一轴线顺序分布的共用物镜6、物方分光棱镜7、微光电子遮光板8、夜视像增强器5、夜视微光中继9、目视分光棱镜10和共用目镜12，沿同一轴线顺序分布的白光前反射棱镜2、白光中继1和白光后反射棱镜3，置于白光后反射棱镜2与目视分光棱镜10之间的白光电子遮光板4；其中，白光前反射棱镜2位于物方分光棱镜7的反光面侧，夜视像增强器5、白光电子遮光板4、微光电子遮光板8和取像传感器13分别与系统控制器15相连并受控于系统控制器15。

当瞄镜进行成像工作时，外界环境图像经过共用物镜6成像后，成像光束被投射到物方分光棱镜7上进行分光处理，其中一束由物方分光棱镜7反射的成像光束经过白光前反射棱镜3作一次转向后被投射到白光中继1中，经由白光中继1输出的成像光束再经由白光后反射棱镜作二次转向后被投射到目视分光棱镜10上，另一束由物方分光棱镜7透射的成像光束则被投射到夜视像增强器5上进行增强处理，经过增强处理的成像光束通过夜视微光中继9被投射到目视分光棱镜10上，目视分光棱镜10再将白光中继1和夜视微光中继9的成像光束(即：图像)进行融合后分出两束输出，一束被投射到共用目镜12上，以供人眼观察及瞄准，另一束则被投射到取像传感器13上，以通过取像传感器13的作用将模拟光学图像转换为数字光学图像后输送至系统控制器15内进行存储或对外传输。在此过程中，可通过系统控制器对微光电子遮光板8和白光电子遮光板4的启闭控制对相应的成像光束的传播路径进行启闭控制，具体为：

1、当需要进行夜间模式工作时，在系统控制器15的控制下，微光电子遮光板8开启，夜视像增强器5正常工作，白光电子遮光板4在系统控制器15的控制下，关闭白光中继1输出的白光图像，人眼通过共用目镜12就可以观察到夜视微光中继9传过来的夜视模式的环境图像。

2、当需要进行白光工作模式时，在系统控制器15的控制下，夜视像增强器5和微光电子遮光板8被同时关闭，并开启白光电子遮光板4，让通过白光中继1的白光图像最终能够通过共用目镜12进入人眼，从而观察到白光模式下的环境图像。

基于此，无论是在白天还是在夜晚使用瞄镜时，都会使用相同的共用物镜6和共用目镜12，并通过物方分光棱镜7和目视分光棱镜10对图像光线进行分光和融合，在选择不同的光路使图像光线到达共用目镜12上时，通过系统控制器15对白光电子遮光板4、微光电子遮光板8和夜视像增强器5的启闭控制即可完成昼夜工作模式的切换。与此同时，由于夜视微光图像和白光图像都是模拟光学图像，无法将现场观察到的环境图像传递到指挥所；因此，通过取像传感器13可实现对模拟光学图像的采集，并将其转换成可传输的数字图像，进而可实现对环境图像的存储和对外输出。

为增强整个瞄镜的实用性能，便于使用者进行精准的瞄准操作，本实施例的瞄镜还包括一置于夜视微光中继9与夜视像增强器5之间的光标分划板11，夜视微光中继9同时接收光标分划板11投射的分划光标图像，以便于目视分光棱镜10对由白光中继1、夜视微光中继9和光标分划板11输出的图像进行融合处理，进而实现共用目镜12和取像传感器13对光学模拟图像的采集。

为满足昼夜实用瞄镜时，对光学系统的放大倍率的不同要求，本实施例的通过以改变并配置相关部件的尺寸的方式来实现，具体为：共用物镜6的像面直径大于夜视像增强器5的阴极感光面的直径(可以理解为是配合夜视像增强器5的阴极感光面的大小)，白光中继1的接像面的直径为夜视微光中继9的接像面的直径的二分之一(或者也可以按一定比例进行配合)，白光中继1的出像面的直径和夜视微光中继9的出像面的直径均等于共用目镜12的像面的直径；由此，可改变整个瞄镜的光学系统在昼夜使用时的系统放大倍率。

为优化整个瞄镜的系统功能，本实施例的瞄镜还包括用于为瞄镜的用电部件提供稳定电源的电源管理器14、用于接收用户控制指令的操作按键16和用于进行数据信息和/或视频信息传输的信号及视频输入输出接口17；其中，电源管理器14、操作按键16和信号及视频输入输出接口17分别与系统控制器15相连。

基于整个瞄镜的结构体系以及控制体系，其可实现以下有益效果：

1、将白光瞄镜与微光夜视瞄镜的光学系统进行了完美的融合，在保证昼夜不同使用环境的前提下，最大限度的共用系统的光学部件和光学系统，并以全电控的方式对瞄镜的工作模式进行切换，并能够将产品重量减小到现有昼夜两用瞄具重量的一半左右，极大的减轻了单兵负担，提高了人员的生存几率。

2、在进行昼夜切换时，采用光电切换的方法，用电控切换光控，取消了传统产品的机械切换方式，使整个瞄镜没有不稳定的机械切换部件，让昼夜切换更加安全、顺畅、平稳、快捷，甚至可以完成自动切换；同时，由于没有了机械式昼夜切换部件，在遇到强烈的射击冲击时，可保证瞄镜的稳定可靠，对提高战场人员的生存几率提供有力的保障。

3、利用固定的物镜和目镜光学系统，只增加白光中继1等光学部件，有利于改变白天和夜间模式的光学放大倍率，以便于以最优的方式满足昼夜不同环境对瞄镜的不同需求，提高了在不同环境下的适应能力，为提高战场人员的作战效率和生存几率提供有效的保障。

4、利用取像传感器13对各瞄镜所观察到的场景进行数字图像采集，将各狙击队员所见到的场景图像转变成数字图像后，通过对图像的存储和图像的传输，可解决分队中各个队员之间的信息交换，便于指挥所对现场进行实时的指挥控制。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种全电控微光昼夜两用瞄镜，其特征在于：它包括用于对外界环境图像进行成像后将成像光束投射到物方分光棱镜上进行分光处理的共用物镜、用于接收由物方分光棱镜反射的成像光束并将成像光束进行转向后透过白光中继投射到白光后反射棱镜上的白光前反射棱镜、用于接收由白光后反射棱镜进行转向后的成像光束的目视分光棱镜、用于接收经由物方分光棱镜透射的成像光束并对成像光束进行增强处理的夜视像增强器、用于将夜视像增强器射出的成像光束投射到目视分光棱镜上的夜视微光中继、用于接收由目视分光棱镜投射而出的图像的共用目镜和取像传感器、置于物方分光棱镜与夜视像增强器之间以对成像光束的传播路径进行启闭控制的微光电子遮光板、置于白光后反射棱镜与目视分光棱镜之间以对成像光束的传播路径进行启闭控制的白光电子遮光板以及同时与夜视像增强器、白光电子遮光板、微光电子遮光板和取像传感器作控制连接的系统控制器；

所述共用物镜、物方分光棱镜、微光电子遮光板、夜视像增强器、夜视微光中继、目视分光棱镜和共用目镜沿同一轴线顺序分布，所述白光前反射棱镜、白光中继和白光后反射棱镜沿同一轴线顺序分布，所述白光前反射棱镜位于物方分光棱镜的反光面侧。

2.如权利要求1所述的一种全电控微光昼夜两用瞄镜，其特征在于：它还包括一置于夜视微光中继与夜视像增强器之间的光标分划板，所述夜视微光中继同时接收光标分划板投射的分划光标图像。

3.如权利要求1所述的一种全电控微光昼夜两用瞄镜，其特征在于：所述共用物镜的像面直径大于夜视像增强器的阴极感光面的直径，所述白光中继的接像面的直径为夜视微光中继的接像面的直径的二分之一，所述白光中继的出像面的直径和夜视微光中继的出像面的直径均等于共用目镜的像面的直径。

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种全电控微光昼夜两用瞄镜，其特征在于：它还包括电源管理器、用于接收用户控制指令的操作按键和用于进行数据信息和/或视频信息传输的信号及视频输入输出接口，所述电源管理器、操作按键和信号及视频输入输出接口分别与系统控制器相连。