CN111756976A - 一种通用型微光镜头装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种通用型微光镜头装置属于光学器件的技术领域；提供一种可整体拆卸、适用于普通相机的通用型微光镜头装置，镜头结构稳定，成像质量更高；采用的技术方案为：包括镜筒、物镜组件、微光像增强器、中继透镜组件、电池仓、镜头母口，镜筒的左部内封接有物镜组件，镜筒的中部内封接有微光像增强器，镜筒的右部内封接有中继透镜组件，所述物镜组件、微光像增强器、中继透镜组件通过螺纹连接，镜筒的中部侧壁上固定封接有电池仓，电池仓内安装有为微光像增强器高压电源提供低压直流电的电池，镜筒的右端面上固定设置有用于与相机直接连接的镜头母口；本发明拓宽了普通相机的应用场景，成本低，客户群体较广，适合大规模工业和民用。

Description

一种通用型微光镜头装置
技术领域
本发明一种通用型微光镜头装置属于光学器件的技术领域，具体涉及一种具有微光成像功能的，适用于普通相机的可拆卸的镜头结构。
背景技术
随着现代科技和生活水平的提高，人们习惯于用相机来记录身边的点点滴滴。但是在微弱光环境下，摄影将变得十分棘手，拍摄的画面清晰度较差，无法取得较好的拍摄效果。当缺乏专用的摄影装备时，人们往往无法进行特殊的弱光拍摄任务，但具有微光摄像功能的专用型相机价格较为昂贵且功能比较单一。
中国专利申请号：201120302203.8公开了一种具有微光成像或紫外成像功能的像管直耦增强数码相机，将微光像增强器的光纤面板输出屏与相机的感光元件直接耦合，将微光像增强器输出面上的图像传递到图像传感器上。中国专利申请号：201920231619.1公开了一种小型化光锥耦合的像增强型相机，通过微光像增强器、光锥耦合镜头和板卡级CCD探测器的结构设计可实现微弱光信号探测。但是上述现有设备具有以下缺点：①所用相机为专用型相机，需对相机内部结构进行改造，将微光像增强器直接置于相机内部，成本较高；②利用光锥耦合技术难度较大，微光像增强器与相机的尺寸大重量重，光锥的小端尺寸小质量轻，界面承受力大导致易断裂；③微光像增强器的光纤输出面板、光锥与相机的感光元件都是空间离散成像器件，通过耦合胶耦合后加重了成像系统的不均匀性，由于耦合器件间为刚性接触，耦合后的器件经受不了振动、冲击的力量，耦合胶容易脱落，影响器件的使用效果和工作寿命；④生产和应用的微光像增强器的阴极输入面的有效直径多为18mm，进光量少，经物镜组件耦合到微光像增强器的阴极输入面的光能利用率低，捕捉的目标信息不够多，拍摄场景受限。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可整体拆卸、适用于普通相机的通用型微光镜头装置，镜头结构稳定，成像质量更高。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种通用型微光镜头装置，包括镜筒、物镜组件、微光像增强器、中继透镜组件、电池仓、镜头母口，镜筒的左部内封接有物镜组件，镜筒的中部内封接有微光像增强器，镜筒的右部内封接有中继透镜组件，所述物镜组件、微光像增强器、中继透镜组件通过螺纹依次连接，镜筒的中部侧壁上固定封接有电池仓，电池仓内安装有为微光像增强器高压电源提供低压直流电的电池，镜筒的右端面上固定设置有用于与相机直接连接的镜头母口。
所述的微光像增强器为超二代微光像增强器。
所述超二代微光像增强器的阴极输入面的有效直径为25mm或者40mm。
所述镜头母口为标准C口镜头母口。
所述微光像增强器包括光电阴极、微通道板、荧光屏和高压电源，光电阴极、微通道板、荧光屏依次封接且均通过电源线与高压电源连接，高压电源通过电源线与电池仓内的电池连接，光电阴极远离微通道板的一面为阴极输入窗，荧光屏远离微通道板的一面为阳极输出窗。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明具有通用性，通过微光像增强器将微弱光照射下的物体反射的光进行增强后传输到相机的感光元件以获得数字化的图像，拓宽普通相机的应用场景，成本低，客户群体较广，适合大规模工业和民用；
2、本发明具有独立性，为可拆卸装置，利用中继透镜将微光像增强器与相机的感光元件进行耦合，二者无直接接触，直接利用普通相机的感光元件，经透镜耦合后所成的像具有较好的均匀性和图像分辨率；
3、本发明中微光像增强器的阴极输入面的有效直径由18mm过渡到25mm、40mm，增大了微光像增强器的工作面积，单位时间内的进光量更多，提高光能利用率，实现大面积输出图像增强，从而使普通相机可在更低工作照度下拍摄目标，拓宽普通相机的应用场景；
4、本发明利用透镜的成像功能，通过透镜耦合方式将像增强器与相机的感光元件进行耦合，镜头结构中的物镜组件、微光像增强器、中继透镜组件和相机的感光元件无刚性接触，镜头结构稳定，利用透镜耦合后的图像具有较好的均匀性和图像分辨率，成像清晰，所成图像质量高。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的成像原理图；
图3为本发明中的微光像增强器的结构图；
图中：1为镜筒，2为物镜组件，3为微光像增强器，4为中继透镜组件，5为电池仓，6为镜头母口，7为阴极输入窗，8为光电阴极，9为微通道板，10为荧光屏，11为阳极输出窗，12为高压电源。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一种通用型微光镜头装置，包括镜筒1、物镜组件2、微光像增强器3、中继透镜组件4、电池仓5、镜头母口6，镜筒1的左部内封接有物镜组件2，镜筒1的中部内封接有微光像增强器3，镜筒1的右部内封接有中继透镜组件4，所述物镜组件2、微光像增强器3、中继透镜组件4通过螺纹依次连接，便于使用时的拆卸安装，镜筒1的中部侧壁上固定封接有电池仓5，电池仓5内安装有为微光像增强器3高压电源提供低压直流电的电池，所述电池为干电池或蓄电池，镜筒1的右端面上固定设置有用于与相机直接连接的镜头母口6。镜筒1用于封接物镜组件2、微光像增强器3、电池仓5和中继透镜组件4，确保系统稳定，同时设置镜头母口6与相机直接相连。微光像增强器3是通用型微光镜头中的核心器件，如图3所示，所述微光像增强器3包括光电阴极8、微通道板9、荧光屏10和高压电源12，光电阴极8、微通道板9、荧光屏10依次封接且均通过电源线与高压电源12连接，高压电源12通过电源线与电池仓5内的电池连接，光电阴极8远离微通道板9的一面为阴极输入窗7，荧光屏10远离微通道板9的一面为阳极输出窗11。本发明成像原理如图2-3所示，夜间景物在微弱光的照射下，物镜组件2将来自目标的反射光线聚焦在微光像增强器3的光电阴极8上，激发出光电子，光电子经过电场加速后轰击微通道板9，经微通道板9的电子倍增和再次加速后轰击荧光屏10转换成有足够亮度的光学图像，经阳极输出窗11输出，再利用中继透镜组件4将增强的图像传输到相机的感光元件，通过相机可直接观察和记录目标。
所述的微光像增强器3为超二代微光像增强器。
本发明是一种具有微光成像功能的、适用于普通相机的大口径通用型微光镜头装置，在相机的镜头结构设计中加入超二代微光像增强器，利用中继透镜组件将高性能的超二代微光像增强器的输出面与相机的感光器件进行光学耦合，使之成像于相机，同时利用微光像增强器灵敏度高、分辨率高的特点，再通过中继透镜组件将高性能微光像增强器增强后的图像传输至相机的感光元件，使得相机拍摄的夜景更清晰，成像质量更高。因微光像增强器是利用微弱光进行工作，属于被动方式，能较好的隐蔽自己，对一些需特殊摄影的场所，如观察动植物的夜间生活方式、夜晚监控、高速摄像领域、工业探测、生物荧光成像等都较为合适。
所述超二代微光像增强器3的阴极输入面的有效直径为25mm或者40mm，增大工作面积后，一方面可解决狭小空间的光学元件设计难题，采用大口径物镜可收集更多的目标辐射能量，捕捉更多的目标信息，克服远距离、大视场探测方面能力不足的缺陷，满足国防和民用探测的需求，另一方面，采用大口径物镜后，相机可以使用较高的快门速度，拍摄高速运动的物体，满足高速摄影的需求。
所述镜头母口6为标准C口镜头母口，可直接利用相机的机身和感光元件，通过螺纹将镜头旋紧到相机的机身上，便于安装。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种通用型微光镜头装置，其特征在于：包括镜筒（1）、物镜组件（2）、微光像增强器（3）、中继透镜组件（4）、电池仓（5）、镜头母口（6），镜筒（1）的左部内封接有物镜组件（2），镜筒（1）的中部内封接有微光像增强器（3），镜筒（1）的右部内封接有中继透镜组件（4），所述物镜组件（2）、微光像增强器（3）、中继透镜组件（4）通过螺纹连接，镜筒（1）的中部侧壁上固定封接有电池仓（5），电池仓（5）内安装有为微光像增强器（3）的高压电源提供低压直流电的电池，镜筒（1）的右端面上固定设置有用于与相机直接连接的镜头母口（6）。
2.根据权利要求1所述的一种通用型微光镜头装置，其特征在于：所述的微光像增强器（3）为超二代微光像增强器。
3.根据权利要求2所述的一种通用型微光镜头装置，其特征在于：所述超二代微光像增强器的阴极输入面的有效直径为25mm或者40mm。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种通用型微光镜头装置，其特征在于：所述镜头母口（6）为标准C口镜头母口。
5.根据权利要求1所述的一种通用型微光镜头装置，其特征在于：所述微光像增强器（3）包括光电阴极（8）、微通道板（9）、荧光屏（10）和高压电源（12），光电阴极（8）、微通道板（9）、荧光屏（10）依次封接且均通过电源线与高压电源（12）连接，高压电源（12）通过电源线与电池仓（5）内的电池连接，光电阴极（8）远离微通道板（9）的一面为阴极输入窗（7），荧光屏（10）远离微通道板（9）的一面为阳极输出窗（11）。
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