CN110221423A - 手持式微光夜视仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种手持式微光夜视仪，包括壳体、物镜组件、超二代像增强器、中继镜组件、目镜组件、处理电路、开关组件以及电池组，所述物镜组件、继镜组件和目镜组件共光轴；所述微光夜视仪还设置有一过曝保护机构，位于微光夜视仪的壳体的上方，包含一窗口以及设置在窗口内的光敏模块，所述光敏模块用于感应当前的环境光照度，并传输至处理电路，用于判定当前光照能否允许开启微光夜视仪。本发明提供的基于超二代像增强器的新型单目微光夜视仪，采用目镜和中继镜联合优化的结构，加工成本低，并且能够缩短目镜和中继镜之间的距离，减少机身的长度和重量,结构更加紧凑，更加适合单兵作战使用。

Description

手持式微光夜视仪

技术领域

本发明涉及夜视仪技术领域，具体而言涉及一种手持式微光夜视仪。

背景技术

手持夜视仪分为主动式的红外夜视仪和被动式的微光夜视仪，主动式红外夜视仪需要红 外光源照射，易暴露自己；被动式的微光夜视仪不易暴露自己，且操作简单。由于夜视仪多 用于野外，其电源受限，因此采用像增强器为核心器件的微光夜视仪相较于采用低照度CMOS 器件的微光夜视仪的功耗更低，其续航时间长，适合长时间的野外侦察观测。并且采用像增 强器为核心器件的夜视仪的低照性能更有优势。目前市面上的手持夜视仪大都为采用低照度 CMOS器件的微光夜视仪，其功耗较高，续航时间短。

发明内容

本发明提供一种基于超二代像增强器的新型手持式单目微光夜视仪，实现低功耗和长续 航的前提下，更加显著减少机身的长度和重量，提高实用性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种手持式微光夜视仪，包括壳体、物镜组件、超二代像增强器、中继镜组件、目镜组 件、处理电路、开关组件以及电池组，所述物镜组件、继镜组件和目镜组件共光轴；

所述物镜组件设置于壳体前端；

所述目镜组件设置于壳体后端；

所述中继镜组件设置于壳体内且置于物镜组件与目镜组件之间；

所述超二代像增强器设置于壳体的内部且置于物镜组件与中继镜组件之间；

所述处理电路固定安装在壳体内部，并在所述开关组件的控制下控制微光夜视仪的运行；

所述电池组固定安装在壳体内部，并于处理电路电连接，用于提供微光夜视仪运行的电 力供应；

其中，所述微光夜视仪还设置有一过曝保护机构，位于微光夜视仪的壳体的上方，包含 一窗口以及设置在窗口内的光敏模块，所述光敏模块用于感应当前的环境光照度，并传输至 处理电路，用于判定当前光照能否允许开启微光夜视仪。

进一步的实施例中，所述微光夜视仪还设置有一电量显示机构，位于微光夜视仪的壳体 上，包含一检测电路和对应导光柱，检测电路连接到处理电路，用于检测微光夜视仪的电池 组的剩余电量并通过导光柱表征。

进一步的实施例中，所述物镜组件包括物镜镜身和设置于物镜镜身内的同轴且对称设置 的七枚物镜组透镜，所述物镜组透镜依据光线入射方向依次为第一凹凸透镜、第二凹凸透镜、 第三凹凸透镜、第四凹凸透镜、第五双凹透镜、第六双凸透镜以及第七凹凸透镜，第一凹凸 透镜、第二凹凸透镜、第三凹凸透镜、第四凹凸透镜、第五双凹透镜、第六双凸透镜以及第 七凹凸透镜相互之间通过物镜镜片隔圈隔开，所述物镜镜身设置在物镜镜身镜筒内，物镜镜 筒前方还设置有一可拆卸的物镜防护罩。

进一步的实施例中，所述物镜组件还设置有物镜调焦手轮，环状地安装在物镜镜身上， 通过旋转物镜调焦手轮带动物镜镜身沿光轴直线方向往复移动，进行物镜调焦。

进一步的实施例中，所述中继镜组件包括中继镜镜身和设置于中继镜镜身内的同轴且对 称设置的七枚中继镜透镜，其中所述中继镜透镜依据光线入射方向依次为第八凹凸透镜、第 九双凸透镜、第十凹凸透镜、第十一双凹透镜、第十二双凸透镜、第十三双凸透镜以及第十 四双凸透镜，中继镜镜身呈一大一小两段式结构，其中朝向物镜组件的为较小的一段，第八 凹凸透镜、第九双凸透镜依次设置在较小的一段内，第十凹凸透镜、第十一双凹透镜、第十 二双凸透镜、第十三双凸透镜以及第十四双凸透镜依次设置在较大的一段。

进一步的实施例中，所述中继镜镜身上较小的一段还连接有一像管套筒，其一端套在中 继镜镜身的外部，另一端设置有一与中继镜组件共光轴的补偿镜，所述超二代像增强器设置 在补偿镜与中继镜组件之间。

进一步的实施例中，所述目镜组件包括可沿直线方向往复移动的目镜镜身和设置于目镜 框内的同轴且对称设置的四枚目镜透镜，其中所述目镜透镜依据光线入射方向依次为第十五 凹凸透镜、第十六双凸透镜、第十七双凸透镜以及第十八双凸透镜，目镜镜身靠近中继镜组 件的一侧还连接有一中间接环，所述中间接环朝向中继镜组件方向延伸并与所述像管套筒接 合，使得中继镜组件至少部分地位于中间接环内。

进一步的实施例中，所述过曝保护机构被设置用于预设光照强度以控制超二代像增强器 的开关，以避免强光对像增强器的损坏。

进一步的实施例中，所述壳体采用流线型造型，左右分型设计，并且上下部分表面采用 不同粗糙度。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的基于超二代像增强器的新型单目微光夜视仪，采用目镜和中继镜联合优化 的结构，加工成本低，装配更容易，并且能够缩短目镜和中继镜之间的距离，减少机身的长 度和重量。

本发明的微光夜视仪，采用中继镜和目镜采用一体化像质优化设计，相比于传统的中继 镜和目镜设计结构需要通过场镜实现视场匹配、瞳孔匹配的设计方式本发明的光路结构中， 去掉场镜结构，通过一体化优化，保证光学成像质量的同时，缩短了系统光学总长，减少了 目镜和中继镜使用镜片总数，目镜优化后为四片三组式，中继镜为七片六组式，结构更加紧 凑，长度和重量减轻，适合单兵作战使用和手持使用。

附图说明

图1a是本发明的手持式微光夜视仪的结构示意图，图1b是剖视图。

图2是物镜组件的示意图。

图3是中继镜组件的示意图。

图4是目镜组件的示意图。

图5是传统的中继镜与目镜的组合示意图。

图6是本发明的优化后的中继镜及目镜光学系统示意图。

图7是优化前的中继镜和目镜系统调制传递函数示意图。

图8是优化后的中继镜和目镜系统调制传递函数示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开 的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以 及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施。

结合图1a、1b，本发明提供一种基于超二代像增强器的新型单目微光夜视仪，包括物镜 组件1、过曝保护机构2、壳体3、开关组件4、目镜组件5、超二代像增强器6、中继镜组件7、处理电路9以及电池组8。

电池组8采用质量轻、能量密度高的镍氢或者锂电池组，以减轻整个夜视仪的重量和体 积。电池组8优选采用多节电池串联或者并联，或者它们的组合方式，固定在夜视仪的壳体 3内部，与处理电路9电连接，为夜视仪的正常工作和运行提供电力供应。

结合图1a、1b，物镜组件1设置于壳体前端，目镜组件5设置于壳体后端。

超二代像增强器6设置于壳体的内部且置于物镜组件1的后端，中继镜组件7设置于壳 体内且置于超二代像增强器6后端。

结合图1b，中继镜组件7设置于壳体内且置于物镜组件与目镜组件之间，而超二代像增 强器6设置于壳体的内部且置于物镜组件1与中继镜组件7之间。

处理电路设置于单目微光夜视仪的后上方，在开关组件4的控制下控制微光夜视仪的运 行，例如开关机，以及作为可选方案的的运行模式等设定。

过曝保护机构2，位于微光夜视仪的壳体3的上方，包含一窗口以及设置在窗口内的光 敏模块，该光敏模块用于感应当前的环境光照度，并传输至处理电路9，用于判定当前光照 能否允许开启微光夜视仪。

结合图1b，优选的例子中，微光夜视仪还设置有一电量显示机构10，位于微光夜视仪的 壳体3上，包含一检测电路和对应导光柱，检测电路连接到处理电路，用于检测微光夜视仪 的电池组的剩余电量并通过导光柱表征。

结合图2所示，作为可选的示例的物镜组件1，包括物镜镜身1-2和设置于物镜镜身内 的同轴且对称设置的七枚物镜透镜。这7枚物镜透镜依据光线入射方向依次为第一凹凸透镜 1a、第二凹凸透镜1b、第三凹凸透镜1c、第四凹凸透镜1d、第五双凹透镜1e、第六双凸透 镜1f以及第七凹凸透镜1g。

结合图3和图1b所示，图纸中各标号的含义如下：1-1为物镜镜筒,1-2为物镜镜身,1-3 为腕带固定环,1-4为物镜调焦手轮,1-5为物镜贴纸,1-6为物镜防护罩,1-7和1-12为物镜压 圈，1-8,1-9,1-10,1-11,1-12为物镜的镜片隔圈。

各个物镜透镜相互之间通过物镜镜片隔圈隔开，物镜镜身设置在物镜镜身镜筒内，物镜 防护罩1-6设置在物镜镜筒前方，拆开可拆卸的安装方式。

腕带固定环1-3设置在物镜镜筒1-1上，并且位于物镜调焦手轮1-4的后方。物镜贴纸 1-5贴在物镜调焦手轮上。

通过旋转物镜调焦手轮1-4带动物镜镜身1-2沿直线方向往复移动，从而达到调焦的目 的。

结合图3所示，中继镜组件7的示例性结构包括中继镜镜身7-1和设置于中继镜镜身内 的同轴且对称设置的七枚中继镜透镜，中继镜透镜依据光线入射方向依次为第八凹凸透镜7a、 第九双凸透镜7b、第十凹凸透镜7c、第十一双凹透镜7d、第十二双凸透镜7e、第十三双凸 透镜7f和第十四双凸透镜7g。

图3中，7-1为中继镜镜身，7-2为像管套筒,7-3为补偿镜,7-4,7-8为中继镜压圈，7-5,7-6,7-7为中继镜隔圈。

中继镜镜身7-1呈一大一小两段式结构，其中朝向物镜组件的为较小的一段，第八凹凸 透镜、第九双凸透镜依次设置在较小的一段内，第十凹凸透镜、第十一双凹透镜、第十二双 凸透镜、第十三双凸透镜以及第十四双凸透镜依次设置在较大的一段。

结合图1b和图3，中继镜镜身上较小的一段还连接有一像管套筒7-2，其一端套在中继 镜镜身的外部，另一端设置有一与中继镜组件共光轴的补偿镜7-3，超二代像增强器设置在 补偿镜与中继镜组件之间。

结合图4所示，本发明示例性的目镜组件5包括沿直线方向往复移动的目镜镜身5-11和 设置于目镜框内的同轴且对称设置的四枚目镜透镜，其中透镜依据光线入射方向依次为第十 五凹凸透镜5a、第十六双凸透镜5b、第十七双凸透镜5c和第十八双凸透镜5d。

图4中，5-1为目镜与中继镜的中间接环，5-2为目镜镜筒,5-3为腕带固定环,5-4为曲 槽套环,5-5为目镜手轮，5-6为目镜护圈,5-7为目镜罩,5-8为目镜压圈,5-9,5-10为目镜的 镜片隔圈,5-11为目镜镜身。

通过旋转目镜手轮5-5带动曲槽套环5-4旋转，从而使目镜镜身5-11沿直线方向往复移 动，达到调节视度的目的。

如图1a、1b以及图4，目镜镜身靠近中继镜组件的一侧还连接有一中间接环5-1，中间 接环5-1朝向中继镜组件方向延伸并与像管套筒7-2接合，使得中继镜组件至少部分地位于 中间接环内。

作为可选的方案，壳体3采用流线型造型，左右分型设计，上下部分采用不同粗糙度的 表面，满足握持的舒适度。

过曝保护机构2设置于微光夜视仪前上方，采用仿鹰眼设计，过曝保护机构2通过设定 指定光照强度来控制像增强器的开关，其作用是保护强光对像增强器的损伤。

优选的例子中，电量显示机构10设计四格显示，在开机时短暂显示实时电量，在充电时 能够持续显示实时电量。

结合附图所示以及以上实施例所描述的，传统中继系统设计是将中继镜组当成独立的有 限远成像系统进行设计和像质优化，再与已有的目镜进行衔接，如图5所示，还需要额外设 置场镜进行视场匹配和瞳孔匹配。本发明的方案中，通过一体化像质优化设计，将中继镜作 为目镜的一部分，将中继镜倒像、光路延伸的功能融到中继镜和目镜整体系统中，不拘泥于 单独的中继镜设计优化和单独的目镜设计优化，去掉了中间实像面的存在，进行像质的整体 优化，在不需要场镜的情况下就能实现视场和瞳孔匹配。

图6是示例性的表示了采用本发明优化后的中继镜及目镜光学系统，图7是优化前的中 继镜和目镜系统调制传递函数示意，而图8则表达了优化后的中继镜和目镜系统调制传递函 数。可见，本发明的光学系统在去掉场镜后，并将目镜、中继镜联合优化后，在保障像质不 变的前提下，系统去掉了场镜设计(减重)，缩短了近10mm的光学总长，更加紧凑，适合于 单兵作战的手持式微光夜视仪。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域 中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本 发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种手持式微光夜视仪，其特征在于，包括壳体、物镜组件、超二代像增强器、中继镜组件、目镜组件、处理电路、开关组件以及电池组，所述物镜组件、继镜组件和目镜组件共光轴；

所述物镜组件设置于壳体前端；

所述目镜组件设置于壳体后端；

所述中继镜组件设置于壳体内且置于物镜组件与目镜组件之间；

所述超二代像增强器设置于壳体的内部且置于物镜组件与中继镜组件之间；

所述处理电路固定安装在壳体内部，并在所述开关组件的控制下控制微光夜视仪的运行；

所述电池组固定安装在壳体内部，并于处理电路电连接，用于提供微光夜视仪运行的电力供应；

其中，所述微光夜视仪还设置有一过曝保护机构，位于微光夜视仪的壳体的上方，包含一窗口以及设置在窗口内的光敏模块，所述光敏模块用于感应当前的环境光照度，并传输至处理电路，用于判定当前光照能否允许开启微光夜视仪。

2.根据权利要求1所述的手持式微光夜视仪，其特征在于，所述微光夜视仪还设置有一电量显示机构，位于微光夜视仪的壳体上，包含一检测电路和对应导光柱，检测电路连接到处理电路，用于检测微光夜视仪的电池组的剩余电量并通过导光柱表征。

3.根据权利要求1所述的手持式微光夜视仪，其特征在于，所述物镜组件包括物镜镜身和设置于物镜镜身内的同轴且对称设置的七枚物镜组透镜，所述物镜组透镜依据光线入射方向依次为第一凹凸透镜、第二凹凸透镜、第三凹凸透镜、第四凹凸透镜、第五双凹透镜、第六双凸透镜以及第七凹凸透镜，第一凹凸透镜、第二凹凸透镜、第三凹凸透镜、第四凹凸透镜、第五双凹透镜、第六双凸透镜以及第七凹凸透镜相互之间通过物镜镜片隔圈隔开，所述物镜镜身设置在物镜镜身镜筒内，物镜镜筒前方还设置有一可拆卸的物镜防护罩。

4.根据权利要求3所述的手持式微光夜视仪，其特征在于，所述物镜组件还设置有物镜调焦手轮，环状地安装在物镜镜身上，通过旋转物镜调焦手轮带动物镜镜身沿光轴直线方向往复移动，进行物镜调焦。

5.根据权利要求1所述的手持式微光夜视仪，其特征在于，所述中继镜组件包括中继镜镜身和设置于中继镜镜身内的同轴且对称设置的七枚中继镜透镜，其中所述中继镜透镜依据光线入射方向依次为第八凹凸透镜、第九双凸透镜、第十凹凸透镜、第十一双凹透镜、第十二双凸透镜、第十三双凸透镜以及第十四双凸透镜，中继镜镜身呈一大一小两段式结构，其中朝向物镜组件的为较小的一段，第八凹凸透镜、第九双凸透镜依次设置在较小的一段内，第十凹凸透镜、第十一双凹透镜、第十二双凸透镜、第十三双凸透镜以及第十四双凸透镜依次设置在较大的一段。

6.根据权利要求5所述的手持式微光夜视仪，其特征在于，所述中继镜镜身上较小的一段还连接有一像管套筒，其一端套在中继镜镜身的外部，另一端设置有一与中继镜组件共光轴的补偿镜，所述超二代像增强器设置在补偿镜与中继镜组件之间。

7.根据权利要求6所述的手持式微光夜视仪，其特征在于，所述目镜组件包括可沿直线方向往复移动的目镜镜身和设置于目镜框内的同轴且对称设置的四枚目镜透镜，其中所述目镜透镜依据光线入射方向依次为第十五凹凸透镜、第十六双凸透镜、第十七双凸透镜以及第十八双凸透镜，目镜镜身靠近中继镜组件的一侧还连接有一中间接环，所述中间接环朝向中继镜组件方向延伸并与所述像管套筒接合，使得中继镜组件至少部分地位于中间接环内。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的手持式微光夜视仪，其特征在于，所述过曝保护机构被设置用于预设光照强度以控制超二代像增强器的开关，以避免强光对像增强器的损坏。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的手持式微光夜视仪，其特征在于，所述壳体采用流线型造型，左右分型设计，并且上下部分表面采用不同粗糙度。