CN203758723U - 基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于反射光路设计的微光仪器分辨率检测装置，包括分辨率靶板、反射式光路、激光器、激光器功率控制模块、保护玻璃，供电系统及壳体。反射式光路采用抛物面反射镜，分辨率靶板置于抛物面反射镜的像方焦平面上。本实用新型利用抛物面反射镜构成反射式光学系统，设计构思巧妙，实用有效，有效改善了传统检测方法中设备工具无法便携的缺点，提高了野外条件下微光仪器性能的快速精确、安全高效的检测能力。

Description

基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测装置

技术领域

本实用新型属于微光夜视仪技术性能检测领域，具体涉及一种检查微光仪器视场中心分辨率的装置。

背景技术

视场中心分辨率是衡量微光夜视仪器技战术性能的重要指标，它体现了微光夜视仪器对目标细节的分辨能力。视场中心分辨率会随着微光仪器的配备、使用、维修、储存时间的推移，出现性能老化、增益下降等分辨率降低问题，适时准确地对视场中心分辨率进行科学鉴定，对不合格的仪器进行维修，是确保使用人员夜间训练和夜间战斗能力的有力措施。

微光仪器视场中心分辨率需要借助标准的分辨率靶板进行检测，具体实施手段有两种：一种是在距离较长的暗室内进行，将标准反射式靶板和微光仪器分别置于暗室的两侧，利用照度可调的积分球光源照明靶板，检测人员通过微光仪器观察照亮后靶板上的条纹图样，根据能看清的条纹组数和单元数来计算微光仪器的分辨率，这种方法通常适用于承研承制厂家，精度较高，但装置较复杂；另一种测试手段是在距离较短的暗室内进行的，将分辨率靶板置于长焦距平行光管的焦平面上，此时，分辨率靶板图样成虚像于无穷远处，人员通过微光仪器观察该靶板图样虚像，进而确定能看清的条纹组别并计算分辨率，这种方法通常适用于部队修理机构，为了保证测试精度，要求平行光管的焦距比较长。

通过分析，以上两种测试方法的测试装置均较复杂，仅适宜在室内操作，测试设备的体积和重量较大，不利于个人携带，也不利于在野外展开微光仪器的快速性能鉴定。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于反射光路设计的微光夜视仪器分辨率检测装置，用于野外或在非室内环境下快速检测微光夜视仪器视场中心分辨率。

本实用新型采用以下技术方案：基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测装置，包括分辨率靶板、反射式光路、激光器、激光器功率控制模块、保护玻璃、供电系统及壳体。

所述壳体采用加强工程塑料一次注塑成型设计，主要用于固定内部光学系统、半导体激光器、靶板、保护玻璃以及提供与供电系统的接口。壳体表面设有按键、液晶显示器等人机交互装置，用于实现系统工作状态切换、激光功率控制、状态显示等功能。激光器采用低功耗、红光半导体激光器，输出功耗为5mW，激光波长为650nm。

反射式光路采用抛物面反射镜，分辨率靶板置于抛物面反射镜的像方焦平面上。

所述光学系统是本实用新型的核心部分，采用反射式光路设计，大大减小装置体积和重量。反射式光学系统的核心部件是凹面反射镜，凹面反射镜通常包括球面反射镜和抛物面反射镜，两者都可实现光线的会聚、成像，区别在于，抛物面反射镜可将平行其光轴的光线聚焦于一点，这就是焦点，而球面反射镜却无法做到，平行于其光轴的光线无法真正聚焦于一点。在本项目中，要确保分辨率检测的精确性，必须使携带分辨率靶板信息的光束经反射镜反射后严格平行射出，从而确保所成的虚像位于无穷远处。因此，本方法选择的是抛物面反射镜。反射式光路的核心部件为抛物面反射镜，靶板置于反射镜的像方焦平面上。在保证分辨率靶板图像清晰、不失真的条件下，合理利用有限空间，使镜身的体积做到最小，视窗的观察面积做到最大。

激光器功率控制模块至少包括MCU控制单元、激光器功率调节稳定单元、电源管理单元电路；电源管理单元系统主要包含电源变换和欠压保护模块。

激光器输出功率可通过激光控制电路进行调节，以便测定不同光照条件下的分辨率；

MCU为核心控制器，通过PWM脉冲指令，实现对半导体激光器的功率控制，MCU可以接收外界信息对系统进行综合控制；

电源管理单元系统主要包含电源变换和欠压保护模块，电池电压输出经电源变换处理模块供系统使用；欠压保护单元电路可以实时监测电池电量提示使用者更换电池；

激光功率稳定控制单元可以接收控制MCU指令来调节并且稳定其输出功率，保证激光器输出稳定光功率。

分辨率靶板包括两只，通过机械手轮进行转换。微光仪器的分辨率检测通常都是在一定条件下进行的，这些条件主要有两个：一是环境光照度（通俗的说就是环境亮度），二是目标的对比度（即靶板的对比度）。如1×10^-1lx的光照度，对应的是满月晴朗的夜晚亮度，如1×10^-3lx的光照度，对应的是无月星光晴朗的夜晚亮度，而靶板的对比度是指靶板上的条纹与靶板背景的对比度，通常用到的是35%和85%的对比度。微光仪器的分辨率鉴别通常在不同环境照度下检测不同对比度的分辨率靶板，能分辨出的最小一组条纹对应的角度值，就是微光仪器的分辨率。每种微光仪器出厂时，都会标注不同环境照度、不同对比度下的分辨率，它代表了微光仪器在不同环境亮度下，对不同对比度的目标的识别能力。因此，我们在使用中进行分辨率鉴别时，最好也要检测不同条件下的分辨率值，这样才能全面地鉴定微光仪器的分辨性能。

所述供电系统采用两节锂离子电池串联作为供电电源。可确保装置在-40℃～+50℃的环境条件下能够正常工作。

基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测方法，包括以下步骤：

a，将分辨率靶板置于抛物面反射镜的像方焦平面上，分辨率靶板分高、低两种对比度，通过机械手轮进行转换；

b，后方的半导体激光器发出的激光束照射到分辨率靶板上，透过的激光束便载有了分辨率靶板图样的相关信息，激光器输出功率可通过激光控制电路进行调节，以便测定不同光照条件下的分辨率；

c，透过光束经反射镜反射后平行射出，根据抛物面反射镜成像原理，该反射平行光束可将靶板图样成虚像于无穷远处；

d，将待测仪器置于镜体后，检测人员便可通过微光仪器观察靶板虚像，进而测算仪器的视场中心分辨率。

本实用新型的突出特点在于巧妙利用抛物面反射镜构成反射式光学系统，实现靶板图样反射式成像和微光仪器的视场中心分辨率检查。因此，相对两种传统的分辨率检测手段，该装置体积小、重量轻，便于携带，操作简单，便于野外条件下仪器性能的快速准确检测。同时，由于本实用新型所成的分辨率靶板图像为虚像，这种虚像只有检测人员可见，因此在战场环境中具有很好的隐蔽性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的光学系统设计原理图；

图2是本实用新型实施例的分辨率检测靶板示意图；

图3是本实用新型实施例的电路原理图，

图中：1、抛物面反射镜，2、分辨率靶板，3、激光器，4、保护玻璃。

具体实施方式

一种基于反射光路设计的微光仪器分辨率检测方法与便携装置，其主要光学成像系统由半导体激光器3、分辨率靶板2、抛物面反射镜1、保护玻璃4等组成，如图1和图2所示。

本实用新型的具体工作流程为：首先将分辨率靶板置于抛物面反射镜的像方焦平面上，分辨率靶板分高、低两种对比度，通过机械手轮进行转换；后方的半导体激光器发出的激光束照射到分辨率靶板上，透过的激光束便载有了分辨率靶板图样的相关信息，激光器输出功率可通过激光控制电路进行调节，以便测定不同光照条件下的分辨率；透过光束经反射镜反射后平行射出，根据抛物面反射镜成像原理，该反射平行光束可将靶板图样成虚像于无穷远处；此时若将待测仪器置于镜体后，检测人员便可通过微光仪器观察靶板虚像，进而测算仪器的视场中心分辨率。

根据以上表述的工作流程，本实用新型实施例的电路原理图如图3所示。

Claims (5)

1.基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测装置，其特征是：包括分辨率靶板、反射式光路、激光器、激光器功率控制模块、保护玻璃，供电系统及壳体；激光器功率控制模块至少包括MCU控制单元、激光器功率调节稳定单元、电源管理单元电路；电源管理单元系统主要包含电源变换和欠压保护模块。

2.根据权利要求1所述的基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测装置，其特征是：反射式光路采用抛物面反射镜，分辨率靶板置于抛物面反射镜的像方焦平面上。

3.根据权利要求1或2所述的基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测装置，其特征是：分辨率靶板包括两只，通过机械手轮进行转换。

4.根据权利要求3所述的基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测装置，其特征是：两只分辨率靶板的对比度分别为35%和85%。

5.根据权利要求1所述的基于反射光路的微光夜视仪分辨率检测装置，其特征是：所述供电系统采用两节锂离子电池串联作为供电电源。