CN107785228A - 一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，包括机身、镜头、目镜、物镜和滤强光镜，机身内部设置像增强器，像增强器内设置有微通道板主体，微通道板主体设置有保护环，微通道平行于微通道板主体的轴向，微通道的直径沿着微通道板主体轴向先逐渐变小再逐渐变大，保护环位于保护套与内环所形成的凹槽中，第一销轴上设置弯杆，弯杆连接第二销轴，缓冲块上有硬弹簧。本发明在物镜上安装滤强光镜，不仅能够保护荧光屏和光电阴极，还能保护使用者的眼睛，使得微光夜视仪更加灵活的抵抗强光，适应了战场的需求，避免了微通道出口处高密度电子云导致的离子反馈效应，降低背景噪声，防止电子往微通道入口反射，损害光电阴极。

Description

一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪

技术领域

本发明涉及一种微光夜视仪，具体涉及一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪。

背景技术

微光夜视仪能够将夜晚微弱光照条件下的微弱光通过图像信息之间相互转换、增强、处理等过程使微弱光能够被使用者看见，通过微光夜视仪人们可以看见人眼无法看见的X光、紫外光、近红外辐射等。随着科技的不断发展，微光夜视仪被广泛地应用在军事、天文、航天、生物、高速摄影、光电火控等诸多领域，并且可以与红外、激光、雷达等技术结合，组成完整的光电侦查、测量和警告系统，微光夜视仪的重要性逐渐凸显，但我国的微光夜视技术较落后，所以研究微光夜视技术、改进微光夜视仪的功能具有重大意义。

目前国内主要的微光夜视技术为二代和超二代微光技术，二代和超二代微光技术与一代微光技术相比较，其实质在于像增强器中应用了微通道板，而不再像一代微光夜视技术需要串联大量的单级像增强器以满足军事要求的光增益效果。微通道板是一种特殊光学纤维制成的电子倍增器，具有传输、增强电子图像的功能，还具有体积小、重量轻、分辨力好、增益高、噪声低、使用电压低等优点。微通道板能够利用二次电子发射的特性，达到极高的电子倍增。在工作时，光电阴极发射出均匀的电子，电子通过微通道板后强度进一步增强，放大后的电子束轰击荧光粉发光，实现信息图像显示。

在使用微光夜视仪进行夜间侦查时，有可能会遇到突发的爆炸，爆炸所产生的强光不仅会对使用者的眼睛造成短暂性失明，还会烧坏荧光屏，损坏微光夜视仪，传统的微光夜视仪通过在荧光屏处设置大电阻，使用电阻降压法保护荧光屏，但这样设置只是保护了像增强器的荧光屏，不能在产生突发强光时保护使用者的眼睛，另外，在像增强器中设置大电阻不仅结构复杂而且价格昂贵，增加了微光夜视仪的使用成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对传统微光夜视仪的缺陷，提供一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，解决传统微光夜视仪在产生突发强光时不仅不能保护使用者眼睛而且像增强器结构复杂造价昂贵的问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，包括机身，所述机身上设置有镜头和目镜，所述镜头上设置有物镜，所述物镜上安装有滤强光镜，机身内部设置有像增强器，像增强器内设置有微通道板主体，所述微通道板主体沿径向外侧设置有保护环，微通道板主体上设置有若干微通道，所述微通道平行于微通道板主体的轴向，微通道的直径沿着微通道板主体轴向先逐渐变小再逐渐变大，还包括保护套和内环，所述保护套、内环和保护环的位置被配置为，保护环位于保护套与内环所形成的凹槽中，内环与保护环的环宽相等，内环的一侧设置有垫环，所述垫环位于内环与保护环之间，内环另一侧设置有第一销轴，所述第一销轴上设置有绕第一销轴旋转的弯杆，所述弯杆连接有第二销轴，所述第二销轴设置在保护套上，还包括缓冲块，所述缓冲块的长度与保护环的环宽相等，缓冲块与微通道板主体的轴向平行，缓冲块一侧与保护环接触，另一侧上设置有与微通道板主体轴向平行的硬弹簧，所述硬弹簧设置在保护套上。使用者在夜晚使用微光夜视仪进行侦查时，若所侦查的区域突发爆炸或者是投放有闪光弹，瞬间的强光会通过微光夜视仪的物镜聚焦，之后光电阴极产生很强的电子发射，从而导致光电阴极发生疲劳性损伤或是永久性损坏，另外，光电阴极的电子密度过大时，通过微通道板的电子倍增，产生更多的电子束，高密度的电子束轰击荧光屏时，会造成荧光屏产生过热现象，烧毁荧光屏的荧光材料，毁坏荧光屏。现有技术中，传统的微光夜视仪通过在荧光屏处设置大电阻，使用电阻降压法保护荧光屏，但这样设置只是保护了像增强器的荧光屏，不能在产生突发强光时保护使用者的眼睛，并且在像增强器中设置大电阻不仅结构复杂而且价格昂贵，增加了微光夜视仪的使用成本。为了解决上述问题，本发明提供了一种能够抵抗强光的微光夜视仪，在微光夜视仪的物镜上装有滤强光镜，一方面使用者在夜间所侦查的区域如果发生爆炸或者投掷闪光弹而产生强光时，滤强光镜能够过滤掉部分光源，减弱进入到像增强器中光的强度，不仅能够避免荧光屏烧毁还能保护使用者的眼睛，另一方面，相比传统技术上中大电阻的精密构造，滤强光镜安装在物镜上，可以根据使用者的需求实现快捷且方便地安装和拆卸，根据使用环境安装不同密度的滤强光镜，这些优点使得微光夜视仪在抵抗强光方面更加灵活，适应了战场的需求。当施加在微通道板两端的电压高于1000V时，会出现离子反馈，像增强器的背景噪声增大，导致微光夜视仪清晰度降低。微通道板工作时，微通道内的二次电子会多次倍增，在通道末端形成高密度的电子云，可将通道内参与的气体分子电离，电离后的正离子在通道内电场的作用下，撞击通道壁产生额外电子，部分额外电子会朝微通道入口方向移动，对像增强器的光电阴极造成损害，所以离子反馈效应在像增强器中的产生会使像增强器中噪声提高和光电阴极灵敏度降低，为了解决离子反馈效应，本使用新型采用变孔径的微通道板，微通道板主体上的微通道在微通道板主体的表面处直径最大，使得从光电阴极发射的电子碰撞微通道内壁的几率增大，通过实验发现，增大电子碰撞微通道内壁的几率能够有效降低背景噪声；微通道直径先逐渐变小增加了电子在通道内的碰撞次数，使得增益特性增大，之后电子在通过微通道内壁增强变为电子束，电子会在通道末端形成高密度的电子云，电子云可将微通道内残留的气体分子电离，电离后的正离子在通道内电场的作用下，撞击微通道壁产生额外电子，出现离子反馈效应，不仅会增加背景噪声，降低清晰度，还会损害光电阴极，降低光电阴极的寿命，在微通道后半段使微通道直径逐渐变大，不仅能够减少高密度电子云在通道末端对微通道壁的碰撞，还因为微通道中部直径最小而有效地避免电子往微通道入口反射，避免其损害光电阴极，综上所述，通过设置微通道的直径沿主体轴向先缩小再增大的结构，削弱了离子反馈效应，有效地降低了噪声，提高了图像清晰度，还保护了光电阴极。还有，传统的微通道板只有一层保护层，没有防震功能，在使用过程中容易损坏，微通道板损坏后由于不易更换，使用者往往需要更换像增强器，增加了使用成本，而且在战场中不会携带另一个像增强器而增加使用者的负荷。针对上述缺陷，本发明的像增强器应用了带有保护套的防震微通道板，安装微通道板时，首先将保护套水平放置，保护套内间隔设置有若干硬弹簧和缓冲块，将保护环水平放置在保护套内的缓冲块上，调整保护环和微通道板的位置，使微通道板主体全部暴露在保护套外，这样可以使得微通道板主体上的微通道全部工作，之后将内环放置在保护环上，内环与保护环的环宽相同，内环与保护环之间设置有垫环，放置好内环之后，调整内环的方向，将内环上的第一销轴和保护套上的第二销轴放置在最接近的位置，拨动套在第一销轴上的弯杆，将弯杆套在第二销轴上，使得内环与保护套之间相对固定。通过以上结构，保护套的金属材质可以保护微通道板本身不受到磨损，保护套使得微通道板固定在保护套内，硬弹簧、缓冲块、垫环能保证当微光夜视仪发生碰撞或者掉落时，能够卸去作用在微通道板上的受力，起到减震作用，微通道板不易受损，延长了像增强器使用时间，降低了微光夜视仪的使用成本，并且内环与保护套之间不仅能相对固定，还能通过弯杆和销轴实现快速且方便地拆卸和安装内环。

进一步地，滤强光镜上设置有亲水性防雾膜。当微光夜视仪从温度较低的地方进入温度较高的地方时，滤强光镜表面会产生雾气，干扰使用者的观察，所以在强滤光镜表面镀一层亲水性防雾膜，亲水性防雾膜可采用氧化钛等材料，当形成的液珠与滤强光镜的接触角小于7°时，可产生防雾气效果。

进一步地，目镜上设置有电阻加热丝。在目镜上均匀设置多条线状电阻加热丝，在遇雨天、雾天等特殊天气时，通过加热电阻加热丝使得目镜温度升高，达到出去目镜上的水、霜、雾气的效果，使用者的视野更加清晰。

进一步地，机身设置有GPS定位装置。战场上的形式瞬息万变，在机身上装备GPS定位系统既有利于指挥部了解在黑夜中了解使用者的位置已达到合理安排部署、及时增援的目的，还能确保微光夜视仪不会丢失，使用者可以通过GPS定位装置找到微光夜视仪。

进一步地，所述微通道关于微通道板主体的竖直中轴线对称，微通道板主体表面的微通道直径最大，竖直中轴线上的直径最小，最大直径为12至18微米，最大直径是最小直径的2倍。通过实验发现，当微通道关于微通道板主体的竖直中轴线对称时，离子反馈效应能降低到最小，最大直径是最小直径的2倍时，能够有效降低噪声，增加图像清晰度。

进一步地，所述保护环的外径为其内径的1.5至2.5倍，所述保护环与微通道板主体的厚度相同。通过实践发现，当保护环的外径为其内径的1.5至2.5倍时，不仅能保证保护套与保护环之间很好的结合、确保微通道的数量，还节省了微通道板材料的用量，降低了微通道板的成本。

进一步地，垫环为软性材料。垫环可以采用软性材料如海绵等制作，垫环主要起到卸去内环上传来的压力和保护保护环的作用。

进一步地，缓冲块由橡胶材料制成。缓冲块可以使用丁腈橡胶制作，丁腈橡胶有一定的弹性，不会磨损保护环，同时，也不会因为过于柔软而导致保护环在微光夜视仪摇晃的过程中发生偏斜，降低微通道板的增益特性，另外丁腈橡胶还具有一定的摩擦力，起到一定的固定作用。

进一步地，弯杆由聚四氟乙烯制成。聚四氟乙烯具有一定的强度和较好的弹性，弯杆在于第二销轴接触时，需要使用者稍微用力将弯杆末端的弯钩卡主第二销轴。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提供了一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，在微光夜视仪的物镜上装有滤强光镜，一方面使用者在夜间所侦查的区域如果发生爆炸或者投掷闪光弹而产生强光时，滤强光镜能够过滤掉部分光源，减弱进入到像增强器中光的强度，不仅能够避免荧光屏烧毁还能保护使用者的眼睛，另一方面，相比传统技术上中大电阻的精密构造，滤强光镜安装在物镜上，可以根据使用者的需求实现快捷且方便地安装和拆卸，根据使用环境安装不同密度的滤强光镜，这些优点使得微光夜视仪在抵抗强光方面更加灵活，适应了战场的需求；

2、本发明增大微通道入口处的直径，使得从光电阴极发射的电子碰撞微通道内壁的几率增大，有效降低背景噪声，在电子从微通道入口进入后，微通道直径逐渐变小增加了电子在通道内的碰撞次数，增大了微通道板的增益特性，之后微通道直径逐渐增加，不仅避免了微通道出口处高密度电子云导致的离子反馈效应，还防止电子往微通道入口反射，损害光电阴极；

3、本发明的像增强器应用了一种带有保护套的防震微通道板，保护套不仅可以保护微通道板的边缘不会磨损，还通过设置在保护套内的垫环、缓冲块和硬弹簧，在微光夜视仪发生碰撞、掉落时，对微通道板起到减震作用，延长了微通道板的使用寿命，降低了使用成本；

4、本发明通过实践发现，当保护环的外径为其内径的1.5至2.5倍时，不仅能保证保护套与保护环之间很好的结合、确保微通道的数量，还节省了微通道板材料的用量，降低了微通道板的成本；

5、本发明使用丁腈橡胶作为缓冲块，不仅起到保护保护环的作用，还使保护环固定在保护套中。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为微通道板结构的半剖图；

图3为微通道板的局部侧视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-机身，2-镜头，3-目镜，4-滤强光镜，5-微通道板主体，6-微通道，7-保护环，8-保护套，9-硬弹簧，10-第一销轴，11-弯杆，12-内环，13-垫环，14-第二销轴，15-缓冲块。

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，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1至图3所示，本发明为一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，包括机身1，机身1上设置有镜头2和目镜3，镜头2上设置有物镜，物镜上安装有滤强光镜4，机身1内部设置有像增强器，像增强器内设置有微通道板主体5，所述微通道板主体5沿径向外侧设置有保护环7，微通道板主体5上设置有若干微通道6，所述微通道6平行于微通道板主体5的轴向，微通道6的直径沿着微通道板主体5轴向先逐渐变小再逐渐变大，还包括保护套8和内环12，保护套8、内环12和保护环7的位置被配置为，保护环7位于保护套8与内环12所形成的凹槽中，内环12与保护环7的环宽相等，内环12的一侧设置有垫环13，垫环13位于内环12与保护环7之间，内环12另一侧设置有第一销轴10，第一销轴10上设置有绕第一销轴10旋转的弯杆11，弯杆11连接有第二销轴14，第二销轴14设置在保护套8上，还包括缓冲块15，缓冲块15的长度与保护环7的环宽相等，缓冲块15与微通道板主体5的轴向平行，缓冲块15一侧与保护环8接触，另一侧上设置有与微通道板主体5轴向平行的硬弹簧9，所述硬弹簧9设置在保护套8上。滤强光镜4上设置有亲水性防雾膜。目镜3上设置有电阻加热丝。机身1设置有GPS定位装置。微通道6关于微通道板主体5的竖直中轴线对称，微通道板主体5表面的微通道直径最大，竖直中轴线上的直径最小，最大直径为12至18微米，最大直径是最小直径的2倍。保护环7的外径为其内径的1.5至2.5倍，保护环7与微通道板主体5的厚度相同。垫环13为软性材料。缓冲块15由橡胶材料制成。弯杆11由聚四氟乙烯制成。安装微通道板时，首先将保护套8水平放置，保护套8内间隔设置有若干硬弹簧9和缓冲块15，将保护环7水平放置在保护套8内的缓冲块15上，调整微通道板的位置，使微通道板主体5全部暴露在保护套8外，之后将内环12放置在保护环7上，内环12与保护环7的环宽相同，内环12与保护环7之间设置有垫环13，放置好内环12之后，调整内环12的方向，将内环12上的第一销轴10和保护套8上的第二销轴14放置在最接近的位置，拨动套在第一销轴10上的弯杆11，将弯杆11套在第二销轴14上，使得内环12与保护套8之间相对固定，侦查时，光电阴极发射出均匀的电子，电子进入微通道6，微通道6内的电子会产生二次电子而多次倍增，强度放大后的电子束轰击荧光粉发光，实现信息图像显示，固定好微通道板在像增强器中的位置后，安装像增强器，根据侦查区域的情况，在物镜上安装滤强光镜4，滤强光镜4不仅可以保护像增强器中的荧光屏、光电阴极，还能保护使用者的眼睛。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，包括机身（1），所述机身（1）上设置有镜头（2）和目镜（3），所述镜头（2）上设置有物镜，其特征在于，所述物镜上安装有滤强光镜（4），机身（1）内部设置有像增强器，像增强器内设置有微通道板主体（5），所述微通道板主体（5）沿径向外侧设置有保护环（7），微通道板主体（5）上设置有若干微通道（6），所述微通道（6）平行于微通道板主体（5）的轴向，微通道（6）的直径沿着微通道板主体（5）轴向先逐渐变小再逐渐变大，还包括保护套（8）和内环（12），所述保护套（8）、内环（12）和保护环（7）的位置被配置为，保护环（7）位于保护套（8）与内环（12）所形成的凹槽中，内环（12）与保护环（7）的环宽相等，内环（12）的一侧设置有垫环（13），所述垫环（13）位于内环（12）与保护环（7）之间，内环（12）另一侧设置有第一销轴（10），所述第一销轴（10）上设置有绕第一销轴（10）旋转的弯杆（11），所述弯杆（11）连接有第二销轴（14），所述第二销轴（14）设置在保护套（8）上，还包括缓冲块（15），所述缓冲块（15）的长度与保护环（7）的环宽相等，缓冲块（15）与微通道板主体（5）的轴向平行，缓冲块（15）一侧与保护环（8）接触，另一侧上设置有与微通道板主体（5）轴向平行的硬弹簧（9），所述硬弹簧（9）设置在保护套（8）上。

2.根据权利要求1所述的一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，其特征在于，所述滤强光镜（4）上设置有亲水性防雾膜。

3.根据权利要求1所述的一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，其特征在于，所述目镜（3）上设置有电阻加热丝。

4.根据权利要求1所述的一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，其特征在于，所述机身（1）设置有GPS定位装置。

5.根据权利要求1所述的一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，其特征在于，所述微通道（6）关于微通道板主体（5）的竖直中轴线对称，微通道板主体（5）表面的微通道直径最大，竖直中轴线上的直径最小，最大直径为12至18微米，最大直径是最小直径的2倍。

6.根据权利要求1所述的一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，其特征在于，所述保护环（7）的外径为其内径的1.5至2.5倍，所述保护环（7）与微通道板主体（5）的厚度相同。

7.根据权利要求1所述的一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，其特征在于，所述垫环（13）为软性材料。

8.根据权利要求1所述的一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，其特征在于，所述缓冲块（15）由橡胶材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种军用防强光低背景噪声微光夜视仪，其特征在于，所述弯杆（11）由聚四氟乙烯制成。