CN113267090B - 一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，包括物镜组件、光学分划组件、电子分划组件、合光棱镜、转向镜组件和目镜组件；物镜组件、光学分划组件、合光棱镜、转向镜组件和目镜组件在光路上依次连通，电子分划组件与合光棱镜在光路上连通。本发明为双光路、单目镜系统，所有图像、信息均通过目镜组件观测；在昼间模式下，使用者通过物镜组件可直接观测外部目标，同时通过与相关探测器连接的电子分划组件看到激光测距值、姿态等信息；在夜间模式下，使用红外热像功能及瞄准功能，可获得清晰的红外图像及激光测距值、姿态等信息；同时，红外热像功能可实现在全黑环境下观测外部目标，不受环境影响，符合现代化武器全天候作战需求。

Description

一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统

技术领域

本发明涉及光学领域，具体涉及一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统。

背景技术

武器瞄准具是现代武器密不可分的重要组成部分，它已经成为提高武器作战能力，特别是全天候作战能力的重要手段。然而现有技术多为单光路白光或微光瞄准镜，观察情形较为局限，在烟、雾、霾等环境恶劣的天气中无法工作，无法满足现代武器的需要。

在现有技术中，申请号为CN201120554178.2的专利中公布了一种多功能白光光电瞄准镜光学系统。该多功能白光光电瞄准镜光学系统仅能在光线条件较好的情况下使用，适用环境单一，无法满足现代化武器需求。另外，申请号为CN201720569204.6的专利中公布了一种数码光学昼夜两用瞄镜，该数码光学昼夜两用瞄镜虽然使瞄镜能够在昼/夜模式下均能够保证较好的观察情况，但是在全黑条件下无法工作，且设计结构较为繁琐，导致瞄镜体积和重量较大，成本较高且不易装配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，可在昼夜的条件下观测外部目标，不受环境影响，符合现代化武器全天候作战需求。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，包括物镜组件、光学分划组件、电子分划组件、合光棱镜、转向镜组件和目镜组件；

所述物镜组件、所述光学分划组件、所述合光棱镜、所述转向镜组件和所述目镜组件在光路上依次连通，所述电子分划组件与所述合光棱镜在光路上连通；

所述物镜组件用于在昼间模式下对目标进行成像，生成成像光束，并将所述成像光束传输给所述光学分划组件；

所述光学分划组件用于对所述成像光束进行分划，生成分划光束，并将所述分划光束传输给所述合光棱镜；

所述电子分划组件用于在昼间模式下显示所述目标的瞄准信息，并将所述瞄准信息以光束的形式传输给所述合光棱镜；还用于在夜间模式下显示所述目标的瞄准信息和红外图像，并将所述瞄准信息和所述红外图像以光束的形式传输给所述合光棱镜；

所述合光棱镜用于将所述分划光束和光束形式的所述瞄准信息进行合光，得到合光光束，并将所述合光光束传输给所述转向镜组件；还用将光束形式的所述瞄准信息和所述红外图像传输给所述转向镜组件；

所述转向镜组件用于对所述合光光束进行转向，得到第一转向光束，并将所述第一转向光束传输给所述目镜组件；还用于对光束形式的所述瞄准信息和所述红外图像进行转向，得到第二转向光束，并将所述第二转向光束传输给所述目镜组件；

所述目镜组件用于将所述第一转向光束或第二转向光束成像于人眼中。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述物镜组件具体为双胶合透镜。

进一步，所述光学分划组件包括光学分划板和白光目镜透镜，所述光学分划板和所述白光目镜透镜在光路上沿光的传输方向依次排列。

进一步，所述电子分划组件包括显示屏和红外目镜透镜，所述显示屏和所述红外目镜透镜在光路上沿光的传输方向依次排列。

进一步，所述显示屏具体为OLED显示屏。

进一步，所述转向镜组件包括由第一双胶合透镜和第二双胶合透镜组成的镜像双胶合透镜组、由第一单透镜和第二单透镜组成的镜像单透镜组以及凹透镜；所述第一双胶合透镜、所述第一单透镜、所述第二单透镜、所述第二双胶合透镜和所述凹透镜在光路上沿光的传输方向依次排列。

进一步，所述目镜组件包括第一视场镜、第二视场镜和第三视场镜，所述第一视场镜、所述第二视场镜和所述第三视场镜在光路上沿光的传输方向依次排列。

进一步，所述转向镜组件与所述目镜组件之间设置有视场光阑。

本发明的有益效果是：本发明一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统为双光路、单目镜系统，所有图像、信息均通过目镜组件(白光瞄准镜目镜)观测；在昼间模式下，使用者通过物镜组件(白光瞄准镜物镜)可直接观测外部目标，同时通过与相关探测器连接的电子分划组件看到激光测距值、姿态等信息(瞄准信息)；在夜间模式下，关闭白光瞄准镜物镜，使用红外热像功能及瞄准功能，可获得清晰的红外图像及激光测距值、姿态等信息；同时，红外热像功能可实现在全黑环境下观测外部目标，不受环境影响，符合现代化武器全天候作战需求。另外，本发明设计结构简单、体积小、重量轻、易装配，而且器件数量更少，成本更低。

附图说明

图1为本发明一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统的结构示意图；

图2为本发明一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统中白光视场与红外视场的关系图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、物镜组件，2、光学分划组件，21、光学分划板，22、白光目镜透镜，3、电子分划组件，31、显示屏，32、红外目镜透镜，4、合光棱镜，5、转向镜组件，51、第一双胶合透镜，52、第二双胶合透镜，53、第一单透镜，54、第二单透镜，55、凹透镜，6、目镜组件，61、第一视场镜，62、第二视场镜，63、第三视场镜，7、视场光阑。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，包括物镜组件1、光学分划组件2、电子分划组件3、合光棱镜4、转向镜组件5和目镜组件6；

所述物镜组件1、所述光学分划组件2、所述合光棱镜4、所述转向镜组件5和所述目镜组件6在光路上依次连通，所述电子分划组件3与所述合光棱镜4在光路上连通；

所述物镜组件1用于在昼间模式下对目标进行成像，生成成像光束，并将所述成像光束传输给所述光学分划组件2；

所述光学分划组件2用于对所述成像光束进行分划，生成分划光束，并将所述分划光束传输给所述合光棱镜4；

所述电子分划组件3用于在昼间模式下显示所述目标的瞄准信息，并将所述瞄准信息以光束的形式传输给所述合光棱镜4；还用于在夜间模式下显示所述目标的瞄准信息和红外图像，并将所述瞄准信息和所述红外图像以光束的形式传输给所述合光棱镜4；

所述合光棱镜4用于将所述分划光束和光束形式的所述瞄准信息进行合光，得到合光光束，并将所述合光光束传输给所述转向镜组件5；还用将光束形式的所述瞄准信息和所述红外图像传输给所述转向镜组件5；

所述转向镜组件5用于对所述合光光束进行转向，得到第一转向光束，并将所述第一转向光束传输给所述目镜组件6；还用于对光束形式的所述瞄准信息和所述红外图像进行转向，得到第二转向光束，并将所述第二转向光束传输给所述目镜组件6；

所述目镜组件6用于将所述第一转向光束或第二转向光束成像于人眼中。

在使用本发明一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统时，在瞄准系统上搭载相关探测器，例如红外探测器及测距探测器等，通过相关探测器处理之后将目标信息(红外图像及激光测距值、姿态等信息)通过GUI显示在显示屏上，目标信息经过红外目镜透镜进入到光路中。

本发明一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统为双光路、单目镜系统，由从物镜组件1入射的光线为其中一条光路，由电子分划组件3入射的光线为另一条光路，两条光路在合光棱镜4处会合，然后经过转向镜组件5以水平光线射出，最后所有图像、信息均通过目镜组件(白光瞄准镜目镜)观测。

在昼间模式下：环境目标经物镜组件1进行成像，成像光束透过光学分划组件2后，通过合光棱镜4；另一路为电子分划组件3(包含显示屏)成像信息(瞄准信息)通过合光棱镜4，与环境目标光束一同经转像镜组件5后投射到共用的目镜组件6上，使操作人员在能够在白天或光线条件良好的情况下观察环境目标并对环境目标进行瞄准，同时可看到显示屏上显示的激光测距值、姿态等信息。

在夜间模式下：关闭白光瞄准镜的物镜组件1，电子分划组件(含显示屏)3的像信息经合光棱镜4后，直接经转像镜组件5后投射到目镜组件6上，使操作人员能够在全黑、夜间或光线条件不良的情况下观察到环境目标并对环境目标进行瞄准。

在本具体实施例中有如下优选方案：

优选的，所述物镜组件1具体为双胶合透镜。

优选的，所述光学分划组件2包括光学分划板21和白光目镜透镜22，所述光学分划板21和所述白光目镜透镜22在光路上沿光的传输方向依次排列。

优选的，所述电子分划组件3包括显示屏31和红外目镜透镜32，所述显示屏31和所述红外目镜透镜32在光路上沿光的传输方向依次排列。

优选的，所述显示屏31具体为OLED显示屏。

优选的，所述转向镜组件5包括由第一双胶合透镜51和第二双胶合透镜52组成的镜像双胶合透镜组、由第一单透镜53和第二单透镜54组成的镜像单透镜组以及凹透镜55；所述第一双胶合透镜51、所述第一单透镜53、所述第二单透镜54、所述第二双胶合透镜52和所述凹透镜55在光路上沿光的传输方向依次排列。

具体的，所述第一单透镜53贴合所述第一双胶合透镜51设置，所述第二单透镜54贴合所述第二双胶合透镜52设置，所述第一单透镜53与所述第二单透镜54之间预留有预设间距。

镜像双胶合透镜组和镜像单透镜组的作用为缩短后截距(目镜至中间像面的距离)，减小了光学系统长度，同时也改善了光学系统像质；平行光射入后，经过镜像双胶合透镜组和镜像单透镜组两者协同作用，经过中间一次成像实现像面转向，以平行光射出。凹透镜55起光线发散的作用。

优选的，所述目镜组件6包括第一视场镜61、第二视场镜62和第三视场镜63，所述第一视场镜61、所述第二视场镜62和所述第三视场镜63在光路上沿光的传输方向依次排列。

凹透镜55、第一视场镜61、第二视场镜62和第三视场镜63为正负透镜组合，可以消除系统球差。第一视场镜61、第二视场镜62和第三视场镜63可以采用尺寸较大的透镜组，实现大出瞳直径(大出瞳直径具体为26mm)，提高观测者舒适度和图像亮度。

优选的，所述转向镜组件5与所述目镜组件6之间设置有视场光阑7。视场光阑7可以滤掉杂散光，提高图像对比度。

从图1可以看出，本发明采用棱镜分光，透镜转向，眼点距为26mm，显示屏与光路中心之间的距离为22.3mm。

本发明可同时观察昼间视场和夜间视场，视觉效果如图2所示，圆形为昼间视场，方形为夜间视场，昼间视场和夜间视场上下相切(在装调过程中，通过调整显示屏的位置来保证红外图像充满目镜视野，用以达到最佳观测效果)，保证夜间视场和昼间视场在垂直方向视场一致，垂直方向视场均大于15°(通过设置相关参数，可以保证垂直方向视场角，例如，当红外焦距为46，探测器为1024*12μm，则垂直视场角为15.215，)，并保证OLED显示屏显示的信息均能通过共用目镜观察到。

本发明为双光路、单目镜系统，不仅可以通过白光瞄准镜直接观测外部目标，还可以通过目镜观测到红外视场所显示的有生目标，为使用者在目视条件不佳情况下提供有生目标的红外成像信息。使用者在使用白光瞄准镜观测的同时也可通过双光路看到激光测距值、姿态等信息。即：可在昼间模式下通过双光路同时观测到外部目标图像及OLED显示屏上激光测距值、姿态等信息；在夜间模式下，直接通过OLED显示屏观测红外热像图像及激光测距值、姿态等信息；同时夜间模式采用红外热像功能可实现在全黑环境下观测外部目标，不受环境影响，符合现代化武器全天候作战需求。

另外，本发明采用合光棱镜、转向镜组件和目镜组件，减小了光学系统长度，同时也改善了光学系统像质，尤其是提高了现代化武器的环境适应性，提升了观察作战能力。并且本发明结构简单，组件数量少，可以极大地减小瞄具体积，减轻重量，降低成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，其特征在于：包括物镜组件（1）、光学分划组件（2）、电子分划组件（3）、合光棱镜（4）、转向镜组件（5）和目镜组件（6）；

所述物镜组件（1）、所述光学分划组件（2）、所述合光棱镜（4）、所述转向镜组件（5）和所述目镜组件（6）在光路上依次连通，所述电子分划组件（3）与所述合光棱镜（4）在光路上连通；

所述物镜组件（1）用于在昼间模式下对目标进行成像，生成成像光束，并将所述成像光束传输给所述光学分划组件（2）；

所述光学分划组件（2）用于对所述成像光束进行分划，生成分划光束，并将所述分划光束传输给所述合光棱镜（4）；

所述电子分划组件（3）用于在昼间模式下显示所述目标的瞄准信息，并将所述瞄准信息以光束的形式传输给所述合光棱镜（4）；还用于在夜间模式下显示所述目标的瞄准信息和红外图像，并将所述瞄准信息和所述红外图像以光束的形式传输给所述合光棱镜（4）；

所述合光棱镜（4）用于将所述分划光束和光束形式的所述瞄准信息进行合光，得到合光光束，并将所述合光光束传输给所述转向镜组件（5）；还用将光束形式的所述瞄准信息和所述红外图像传输给所述转向镜组件（5）；

所述转向镜组件（5）用于对所述合光光束进行转向，得到第一转向光束，并将所述第一转向光束传输给所述目镜组件（6）；还用于对光束形式的所述瞄准信息和所述红外图像进行转向，得到第二转向光束，并将所述第二转向光束传输给所述目镜组件（6）；

所述目镜组件（6）用于将所述第一转向光束或第二转向光束成像于人眼中；

所述转向镜组件（5）包括由第一双胶合透镜（51）和第二双胶合透镜（52）组成的镜像双胶合透镜组、由第一单透镜（53）和第二单透镜（54）组成的镜像单透镜组以及凹透镜（55）；所述第一双胶合透镜（51）、所述第一单透镜（53）、所述第二单透镜（54）、所述第二双胶合透镜（52）和所述凹透镜（55）在光路上沿光的传输方向依次排列；

所述目镜组件（6）包括第一视场镜（61）、第二视场镜（62）和第三视场镜（63），所述第一视场镜（61）、所述第二视场镜（62）和所述第三视场镜（63）在光路上沿光的传输方向依次排列。

2.根据权利要求1所述的基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，其特征在于：所述物镜组件（1）具体为双胶合透镜。

3.根据权利要求1所述的基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，其特征在于：所述光学分划组件（2）包括光学分划板（21）和白光目镜透镜（22），所述光学分划板（21）和所述白光目镜透镜（22）在光路上沿光的传输方向依次排列。

4.根据权利要求1所述的基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，其特征在于：所述电子分划组件（3）包括显示屏（31）和红外目镜透镜（32），所述显示屏（31）和所述红外目镜透镜（32）在光路上沿光的传输方向依次排列。

5.根据权利要求4所述的基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，其特征在于：所述显示屏（31）具体为OLED显示屏。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于白光瞄准与红外瞄准共目镜的瞄准系统，其特征在于：所述转向镜组件（5）与所述目镜组件（6）之间设置有视场光阑（7）。

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