CN214623184U - 一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，包括微光夜视仪和热成像外挂镜，微光夜视仪通过微光目镜连接防强光镜头；微光夜视仪设有光电阴极、微通道板、静电加速区、荧光屏和物镜；防强光镜头设有衰减镜。现有的一些夜视仪通过在微光夜视仪的目镜前方投射红外夜视仪的成像，从而达到微光影像和红外影像相互重叠的效果，便于观测者分辨目标影像和背景影像，同时也提高了成像效果，但是，这种夜视仪无法在夜晚环境，突遇强光的情况下，会造成观测者眼部受伤，以及损坏夜视仪内部结构。本实用新型使观测者可以在强光下，继续佩戴夜视仪进行观测，不会丢失观测视野，且可以避免高强度的光线刺伤眼睛以及损坏夜视仪内部结构。

Description

一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪

技术领域

本实用新型属于夜视仪技术领域，具体涉及一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪。

背景技术

夜视仪可将目标的光信号吸收转化为电信号，再把电信号放大，转化为人眼可见的光信号；

按观测原理分，夜视仪可分为微光夜视仪、红外夜视仪、激光夜视仪。下面主要提供微光夜视仪以及红外夜视仪中的热成像红外夜视仪的相关背景资料。

微光夜视仪可以将自然光放大到几十万倍，从而达到适于肉眼夜间观测的程度，微光夜视技术又称像增强技术，是通过带像增强管的夜视镜，对夜天光照亮的微弱目标像进行增强，以供观察的光电成像技术，由于微光夜视仪是利用夜天光进行工作，属于被动方式工作，因此能较好的隐藏观测者自身；红外夜视仪，分为主动红外夜视仪和热成像红外夜视仪（被动夜视仪），热成像红外夜视仪是根据凡是高于一切绝对温度（-273℃）以上的物体都有辐射红外线的基本原理，利用目标和背景自身辐射红外线的差异来发现和识别目标的仪器，由于各种物体红外线辐射强度不同，从而使人、动物、车辆、等清晰地被观察到，而且不受烟、雾及树木等障碍物的影响，白天和夜晚都能工作。

现有的一些夜视仪通过在微光夜视仪的目镜前方投射红外夜视仪的成像，从而达到微光影像和红外影像相互重叠的效果，便于观测者分辨目标影像和背景影像，同时也提高了成像效果，但是，这种夜视仪无法在夜晚环境，突遇强光的情况下，进行工作，强光状态下，大量的光线进入微光夜视仪内部，会造成光电阴极发射出的初始电子数量过多，进而使微通道板扩大的电子数量大大超出标准范围，经静电加速区加速后，庞大数量的电子将轰击在荧光屏上，产生强度较大的光线，这种高强度光线将造成观测者的眼睛受到强光刺伤，并失去观测视野，此外数量较多的电子将形成较大的电流，造成微通道板以及静电加速区受损。

实用新型内容

针对上述背景技术所提出的问题，本实用新型的目的是：旨在提供一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，包括微光夜视仪和热成像外挂镜，所述微光夜视仪设有微光目镜，所述热成像外挂镜设有红外镜头和红外目镜，所述红外目镜置于微光目镜前端，所述微光夜视仪通过微光目镜连接防强光镜头；

所述微光夜视仪设有光电阴极、微通道板、静电加速区、荧光屏和物镜；

所述防强光镜头的前端中心处设有光孔，所述防强光镜头的镜筒外侧设有光强检测器和控制盒，所述控制盒内部从下至上安装有控制板和电机，所述防强光镜头的镜筒内部设有铰接柱，所述铰接柱铰接有对称分布的左抱环和右抱环，所述左抱环和右抱环均通过受压弹簧与防强光镜头的镜筒相连，所述左抱环连接有半圆形的左衰减片，所述右抱环连接有半圆形的右衰减片，所述左衰减片和右衰减片共同构成完整的衰减镜，所述衰减镜的面积大于光孔的面积；

所述左抱环和右抱环的下方均设有驱动柱，所述驱动柱设有分合缺口，所述分合缺口的两侧设有导向斜板，所述电机的输出端连接有驱动环，所述驱动环位于分合缺口内部，所述驱动环包括环座以及沿环座分布的椭圆板，所述环座的圆周外壁设有沿椭圆板短轴分布的短边顶条以及沿长轴分布的长边顶条。

进一步限定，所述光强检测器相对于控制盒呈180°对称分布，所述光强检测器位置在上，所述控制盒位置在下，所述防强光镜头在微光目镜上的姿态以光强检测器向上，控制盒在下的姿态进行安装，这样的结构设计，通过位置在上的光强检测器最大范围的检测来自外界的光照变化，通过位置在下的且与光强检测器在同一竖直方向的控制盒，来平衡防强光镜头的重量分布。

进一步限定，所述控制盒下方设有启停按钮，这样的结构设计，通过启停按钮来控制防强光镜头是否工作。

进一步限定，所述受压弹簧在防强光镜头的镜筒内呈对称分布，所述受压弹簧对称分布在铰接柱的两侧，且关于铰接柱的中心线偏转30°-60°，这样的结构设计，使得左抱环和右抱环的运动方向与受压弹簧的动作方向尽量保持一致，并且由于受压弹簧靠近铰接柱，左抱环和右抱环转动动作的幅度大小与靠近铰接柱的程度呈正比，即越靠近铰接柱，左抱环和右抱环的动作幅度越小，因此受压弹簧发生的形变更小，减小了左抱环和右抱环的动作阻力，加快了动作反应速度。

进一步限定，所述左衰减片和右衰减片均为中性衰减片，这样的结构设计，这样的结构设计，使得进入左衰减片和右衰减片的不同波长均按同一比例衰减。

进一步限定，所述左抱环设有与左衰减片外形相匹配的左凹槽，所述右抱环设有与右衰减片外形相匹配的右凹槽，所述左衰减片的直边侧设有开口朝上的上缺口，所述右衰减片的直边侧设有开口朝下的下缺口，所述上缺口和下缺口相互匹配，这样的结构设计，通过左凹槽来安装左衰减片，通过右凹槽来安装右衰减片，通过开口朝上的上缺口和开口朝下的下缺口相互匹配，来使左衰减片和右衰减片能够相互叠合构成一块完整的衰减镜，并且能够避免外侧的光线从左衰减片和右衰减片的结合处漏入。

进一步限定，所述光强检测器和控制盒之间通过外部线盒完成通信，这样的结构设计，通过外部线盒提供信号连接路线。

本实用新型的有益效果：

1.微光环境，突遇强光的情况下，观测者可以继续佩戴夜视仪进行观测，不会丢失观测视野，可以避免高强度的光线刺伤眼睛以及损坏夜视仪内部结构；

2.加长了夜视仪的可使用周期；

3.能够自动检测环境光线的强度，并进行强光吸收，自动适应外界光线变化，提高了夜视仪的普适性。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本实用新型一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪实施例的原理示意图；

图3为本实用新型一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪实施例中去除防强光镜头后的结构示意图；

图4为本实用新型一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪实施例中防强光镜头的外部结构示意图；

图5为本实用新型一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪实施例中防强光镜头的内部结构示意图；

图6为本实用新型一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪实施例中左衰减片和右衰减片的结构示意图；

图7为本实用新型一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪实施例中左抱环和右抱环的结构示意图；

图8为本实用新型一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪实施例中驱动环的结构示意图；

主要元件符号说明如下：

微光夜视仪1、微光目镜11、光电阴极12、微通道板13、静电加速区14、荧光屏15、物镜16、衰减镜17；

热成像外挂镜2、红外镜头21、红外目镜22；

防强光镜头3、光孔301、控制盒302、启停按钮303、光强检测器304、外部线盒305、铰接柱306、右抱环307、右凹槽3071、左抱环308、左凹槽3081、驱动柱3083、分合缺口3084、导向斜板3085、受压弹簧309、左衰减片310、上缺口3101、右衰减片311、下缺口3102、电机312、控制板313、驱动环314、环座3141、短边顶条3142、长边顶条3143、椭圆板3144。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1-8所示，本实用新型的一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，包括微光夜视仪1和热成像外挂镜2，微光夜视仪1设有微光目镜11，热成像外挂镜2设有红外镜头21和红外目镜22，红外目镜22置于微光目镜11前端，微光夜视仪1通过微光目镜11连接防强光镜头3；

微光夜视仪1设有光电阴极12、微通道板13、静电加速区14、荧光屏15和物镜16；

防强光镜头3的前端中心处设有光孔301，防强光镜头3的镜筒外侧设有光强检测器304和控制盒302，控制盒302内部从下至上安装有控制板313和电机312，防强光镜头3的镜筒内部设有铰接柱306，铰接柱306铰接有对称分布的左抱环308和右抱环307，左抱环308和右抱环307均通过受压弹簧309与防强光镜头3的镜筒相连，左抱环308连接有半圆形的左衰减片310，右抱环307连接有半圆形的右衰减片311，左衰减片310和右衰减片311共同构成完整的衰减镜17，衰减镜17的面积大于光孔301的面积；

左抱环308和右抱环307的下方均设有驱动柱3083，驱动柱3083设有分合缺口3084，分合缺口3084的两侧设有导向斜板3085，电机312的输出端连接有驱动环314，驱动环314位于分合缺口3084内部，驱动环314包括环座3141以及沿环座3141分布的椭圆板3144，环座3141的圆周外壁设有沿椭圆板3144短轴分布的短边顶条3142以及沿长轴分布的长边顶条3143。

本案实施中，在夜间微光环境下，左衰减片310和右衰减片311呈打开状态，热成像外挂镜2通过红外镜头21捕捉外界红外光，并将成像通过红外目镜22投射到微光目镜11前方，外界物体反射的微光以及来自热成像外挂镜2的投射光，共同通过光孔301、微光目镜11并作用在光电阴极12上，光电阴极12在光线照射下，发射出电子，发射出的电子经过微通道板13，在微通道板13的作用下，扩大了电子的数量，大量的电子经过静电加速区14，完成加速，经加速以及扩大数量后的电子，其成像效果、亮度以及清晰度将更加优异，完成加速后的电子轰击在荧光屏15上，荧光屏15在电子轰击下，发射出光子，光线由物镜16进入观测者的眼中，观测者得以在夜间获得外界环境的影像，该影像为反射光影像与目标自身红外光影像的重叠；

在夜间观测，突遇强光时，左衰减片310和右衰减片311呈合拢状态，强光经衰减镜17吸收后，变为微光，微光同样经过微光目镜11，并发生上述变化，供观测者获取环境影像，此处不再赘述，需要明确的是，此时由于目标自身红外光并未加强，目标在强光照射下，仅加强目标反射光，经过衰减镜17衰减后的红外光将低于正常值，而目标反射光经衰减镜17衰减后，恰好维持在正常值，因此，观测者会在此期间，丢失目标的红外影像；

由于强光状态下，大量的光线进入微光夜视仪1内部，会造成光电阴极12发射出的初始电子数量过多，进而使微通道板13扩大的电子数量大大超出标准范围，经静电加速区14加速后，庞大数量的电子将轰击在荧光屏15上，产生强度较大的光线，这种高强度光线将造成观测者的眼睛受到强光刺伤，并失去观测视野，此外数量较多的电子将形成较大的电流，造成微通道板13以及静电加速区14受损，由于衰减镜17的存在，上述情况得以避免，观测者可以在强光状态下，正常使用微光夜视仪1；

衰减镜17具体的开合过程如下：光强检测器304检测环境光线强度，当环境光线强度低于设定阈值时，防强光镜头3停机，此时，驱动环314的长边顶条3143与分合缺口3084接触，较长的长边顶条3143使得右抱环307和左抱环308相互分开，受压弹簧309被进一步压缩，外界光线可以自由的进入微光夜视仪1；

光强检测器304检测环境光线强度，当环境光线强度高于设定阈值时，防强光镜头3工作，控制板313接收来自光强检测器304的信号，并控制电机312工作，电机312在控制板313的信号控制下，转动九十度，驱动环314在转动过程中，椭圆板3144与导向斜板3085相互配合，使得转动过程非常平稳，当驱动环314转动九十度后，短边顶条3142与分合缺口3084接触，右抱环307和左抱环308相互合拢，左衰减片310和右衰减片311相互合拢，受压弹簧309一部份松开，但还是维持在受压状态，此时，环境光线必须经过衰减镜17，才能进入微光夜视仪1，当环境光线强度重新低于设定阈值时，控制电机312会反转九十度，使长边顶条3143与分合缺口3084接触，此处不再赘述。

优选，光强检测器304相对于控制盒302呈180°对称分布，光强检测器304位置在上，控制盒302位置在下，防强光镜头3在微光目镜11上的姿态以光强检测器304向上，控制盒302在下的姿态进行安装，这样的结构设计，通过位置在上的光强检测器304最大范围的检测来自外界的光照变化，通过位置在下的且与光强检测器304在同一竖直方向的控制盒302，来平衡防强光镜头3的重量分布。实际上，也可以根据具体情况具体考虑光强检测器304和控制盒302其它的位置分布关系。

优选，控制盒302下方设有启停按钮303，这样的结构设计，通过启停按钮303来控制防强光镜头3是否工作。实际上，也可以根据具体情况具体考虑控制防强光镜头3是否工作的其它结构设计。

优选，受压弹簧309在防强光镜头3的镜筒内呈对称分布，受压弹簧309对称分布在铰接柱306的两侧，且关于铰接柱306的中心线偏转30°-60°，这样的结构设计，使得左抱环308和右抱环307的运动方向与受压弹簧309的动作方向尽量保持一致，并且由于受压弹簧309靠近铰接柱306，左抱环308和右抱环307转动动作的幅度大小与靠近铰接柱306的程度呈正比，即越靠近铰接柱306，左抱环308和右抱环307的动作幅度越小，因此受压弹簧309发生的形变更小，减小了左抱环308和右抱环307的动作阻力，加快了动作反应速度。实际上，也可以根据具体情况具体考虑受压弹簧309其它的位置分布。

优选，左衰减片310和右衰减片311均为中性衰减片，这样的结构设计，这样的结构设计，使得进入左衰减片310和右衰减片311的不同波长均按同一比例衰减。实际上，也可以根据具体情况具体考虑左衰减片310和右衰减片311其它的类型。

优选，左抱环308设有与左衰减片310外形相匹配的左凹槽3081，右抱环307设有与右衰减片311外形相匹配的右凹槽3071，左衰减片310的直边侧设有开口朝上的上缺口3101，右衰减片311的直边侧设有开口朝下的下缺口3102，上缺口3101和下缺口3102相互匹配，这样的结构设计，通过左凹槽3081来安装左衰减片310，通过右凹槽3071来安装右衰减片311，通过开口朝上的上缺口3101和开口朝下的下缺口3102相互匹配，来使左衰减片310和右衰减片311能够相互叠合构成一块完整的衰减镜17，并且能够避免外侧的光线从左衰减片310和右衰减片311的结合处漏入。实际上，也可以根据具体情况具体考虑左抱环308与左衰减片310之间其它的连接结构，右抱环307与右衰减片311之间其它的连接结构，以及左衰减片310、右衰减片311其它的结构形状。

优选，光强检测器304和控制盒302之间通过外部线盒305完成通信，这样的结构设计，通过外部线盒305提供信号连接路线。实际上，也可以根据具体情况具体考虑光强检测器304和控制盒302之间其它的通信方式。

上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，包括微光夜视仪（1）和热成像外挂镜（2），所述微光夜视仪（1）设有微光目镜（11），所述热成像外挂镜（2）设有红外镜头（21）和红外目镜（22），所述红外目镜（22）置于微光目镜（11）前端，其特征在于：所述微光夜视仪（1）通过微光目镜（11）连接防强光镜头（3）；

所述微光夜视仪（1）设有光电阴极（12）、微通道板（13）、静电加速区（14）、荧光屏（15）和物镜（16）；

所述防强光镜头（3）的前端中心处设有光孔（301），所述防强光镜头（3）的镜筒外侧设有光强检测器（304）和控制盒（302），所述控制盒（302）内部从下至上安装有控制板（313）和电机（312），所述防强光镜头（3）的镜筒内部设有铰接柱（306），所述铰接柱（306）铰接有对称分布的左抱环（308）和右抱环（307），所述左抱环（308）和右抱环（307）均通过受压弹簧（309）与防强光镜头（3）的镜筒相连，所述左抱环（308）连接有半圆形的左衰减片（310），所述右抱环（307）连接有半圆形的右衰减片（311），所述左衰减片（310）和右衰减片（311）共同构成完整的衰减镜（17），所述衰减镜（17）的面积大于光孔（301）的面积；

所述左抱环（308）和右抱环（307）的下方均设有驱动柱（3083），所述驱动柱（3083）设有分合缺口（3084），所述分合缺口（3084）的两侧设有导向斜板（3085），所述电机（312）的输出端连接有驱动环（314），所述驱动环（314）位于分合缺口（3084）内部，所述驱动环（314）包括环座（3141）以及沿环座（3141）分布的椭圆板（3144），所述环座（3141）的圆周外壁设有沿椭圆板（3144）短轴分布的短边顶条（3142）以及沿长轴分布的长边顶条（3143）。

2.根据权利要求1所述的一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，其特征在于：所述光强检测器（304）相对于控制盒（302）呈180°对称分布，所述光强检测器（304）位置在上，所述控制盒（302）位置在下，所述防强光镜头（3）在微光目镜（11）上的姿态以光强检测器（304）向上，控制盒（302）在下的姿态进行安装。

3.根据权利要求2所述的一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，其特征在于：所述控制盒（302）下方设有启停按钮（303）。

4.根据权利要求3所述的一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，其特征在于：所述受压弹簧（309）在防强光镜头（3）的镜筒内呈对称分布，所述受压弹簧（309）对称分布在铰接柱（306）的两侧，且关于铰接柱（306）的中心线偏转30°-60°。

5.根据权利要求4所述的一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，其特征在于：所述左衰减片（310）和右衰减片（311）均为中性衰减片。

6.根据权利要求5所述的一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，其特征在于：所述左抱环（308）设有与左衰减片（310）外形相匹配的左凹槽（3081），所述右抱环（307）设有与右衰减片（311）外形相匹配的右凹槽（3071），所述左衰减片（310）的直边侧设有开口朝上的上缺口（3101），所述右衰减片（311）的直边侧设有开口朝下的下缺口（3102），所述上缺口（3101）和下缺口（3102）相互匹配。

7.根据权利要求6所述的一种基于微光和红外热成像图像融合的夜视仪，其特征在于：所述光强检测器（304）和控制盒（302）之间通过外部线盒（305）完成通信。

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