CN217655845U - 一种轻型倒像微光像增强器及头盔夜视仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻型倒像微光像增强器及头盔夜视仪，由小型高压电源、像增强管和电磁屏蔽外壳组成，小型高压电源与像增强管电气连接后形成未灌封的像增强器并放置于电磁屏蔽外壳内，电磁屏蔽外壳的盖板通过套筒扣压在超短倒像器上方，然后放置于灌封夹具内，并从电磁屏蔽外壳的注胶孔注入硅橡胶完成灌封，得到一种轻型倒像微光像增强器。所述像增强管由阴极组件、真空管壳和荧光屏组件三部分构成，阴极组件用于将光学图像转换为电子图像；真空管壳与阴极组件和荧光屏组件封接之后形成真空电子光学系统；荧光屏组件用于将电子图像转换为光学图像输出。本实用新型将传统18mm像增强器减重10g以上，且整机光学结构缩短7mm左右。

Description

一种轻型倒像微光像增强器及头盔夜视仪

技术领域

本实用新型属于真空成像器件领域，具体涉及一种轻型倒像微光像增强器及头盔夜视仪。

背景技术

微光像增强器在军用领域应用非常广泛，其中头盔是其非常重要的应用场景之一。

在头盔上以附件的形式安装夜视仪增加了头盔的重量，同时还要增加额外的配重来实现整个头盔的重心调整，这些重量的负荷给使用者的颈椎带来了很大的压力。

现有双目头盔夜视仪通常采用两具18mm微光像增强器，而考虑到重量问题四目头盔夜视仪则采用四具16mm微光像增强器，但由于其有效光电面减小，其观察效果与18mm相比存在一定的差距。

传统18mm微光像增强器通常为阴极、阳极两端面平齐的标准圆柱体结构，重量在75～ 80g，如果通过改进传统微光像增强器能够实现微光像增强器甚至头盔夜视仪的减重将具备非常重要的意义。

实用新型内容

本实用新型通过新结构设计解决头盔夜视仪的轻量化问题。

本实用新型实现了将传统18mm像增强器重量由75～80g减轻到65g以下，且夜视仪整体光学结构能够缩短7mm左右，夜视仪重量减轻的同时，其相关配重也能够得到大幅减轻。

本实用新型的技术方案为：

一种轻型倒像微光像增强器，由小型高压电源、像增强管和电磁屏蔽外壳三个部分组成，所述小型高压电源与像增强管电气连接之后形成未灌封的像增强器，该未灌封的像增强器放置于电磁屏蔽外壳内，电磁屏蔽外壳的盖板通过套筒扣压在超短倒像器上方，然后放置于灌封夹具内，并从电磁屏蔽外壳的注胶孔注入硅橡胶完成灌封，得到一种轻型倒像微光像增强器。像增强管与小型高压电源进行电气连接时小型高压电源置于像增强管的阴极面上，且出线端靠近阴极面，连接时在所有引出线上套上绝缘缩管，一方面能够避免不同电极电压互相干扰，另一方面避免电极线长时间接触阴极法兰盘磨损导致漏电。

所述小型高压电源为一环形结构，主要作用是为像增强管提供阳极、微通道板及阴极工作电压，内环空间用于容纳夜视仪物镜。

所述像增强管由阴极组件、真空管壳和荧光屏组件三部分构成，阴极组件用于将光学图像转换为电子图像；真空管壳与阴极组件和荧光屏组件封接之后形成真空电子光学系统；荧光屏组件用于将电子图像转换为光学图像输出；真空管壳由三个陶瓷环及多个环形金属件焊接而成，真空管壳表面有两个焊点和两个接线触钉，真空管壳内两个接线触钉对应的环形金属件之间装配有微通道板，用于实现电子倍增。

所述电磁屏蔽外壳由底座和盖板两部分套接构成，底座和盖板均采用PPO表面电镀铜的工艺实现电磁屏蔽，外壳底端有一注胶孔用于灌封时注入硅橡胶，盖板上有一触点将屏蔽外壳与小型高压电源的电磁屏蔽线连接，盖板上还有一出线孔，同时作为灌封时硅橡胶的排气孔，盖板上还有一个超短倒像器套筒，通过该套筒及套筒与超短倒像器之间的灌封胶阻隔超短倒像器四周散射出的光，以免影响夜视仪的光路及成像效果。

一种头盔夜视仪，其特征在于，包括由夜视仪物镜、本实用新型的轻型倒像微光像增强器和夜视仪目镜依次装配所构成的组件，所述夜视仪物镜内置于所述小型高压电源的内环中。

本实用新型的有益效果：

本实用新型将传统18mm像增强器的重量由75～80g以上减轻到65g以下，且头盔夜视仪整机光学结构能够缩短7mm左右，头盔夜视仪重量减轻的同时，其相关配重也能够得到大幅减轻。

附图说明

图1：本实用新型的轻型倒像微光像增强器的结构示意图，图中：1-小型高压电源，2- 像增强管；3-电磁屏蔽外壳，31-底座，32-盖板；4-轻型倒像微光像增强器。

图2：小型高压电源示意图，图中：11-阳极电压引出线，12-微通道板输出端电压引出线，13-微通道板输入端电压引出线，14-阴极电压引出线，15-供电引线正极，16-供电引线负极，17-电磁屏蔽线，18-外部调节线，19-电源本体。

图3：像增强管示意图，图中：21-阴极组件，22-真空管壳，221-阳极电压引出线接线焊点，222-微通道板输出端电压引出线接线触钉，223-微通道板输入端电压引出线接线触钉， 224-阴极电压引出线接线焊点；23-荧光屏组件。

图4：轻型倒像微光像增强器电磁屏蔽外壳及盖板结构示意图，其中：(a)为底座的结构示意图，(b)为盖板的结构示意图，图中：31-底座，311-外壳底座上方的注胶孔，312-圆环状底板，313-圆柱形套筒；32-盖板，321-电磁屏蔽触点，322-出线孔及排气孔，323- 超短倒像器套筒。

图5：轻型倒像微光像增强器夜视仪结构示意图，图中：100-夜视仪物镜，4-本实用新型的轻型倒像微光像增强器，200-夜视仪目镜。

具体实施方式

本实用新型所述一种轻型倒像微光像增强器结构如图1所示，由小型高压电源1、像增强管2和电磁屏蔽外壳3三个部分组成，小型高压电源1与像增强管2电气连接之后形成未灌封的像增强器，该未灌封的像增强器放置于电磁屏蔽外壳3内，电磁屏蔽外壳3的盖板通过套筒扣压在超短倒像器上方，然后放置于灌封夹具内，并从电磁屏蔽外壳的注胶孔注入硅橡胶完成灌封，得到一种轻型倒像微光像增强器4。

像增强管2与小型高压电源1进行电气连接时小型高压电源1置于像增强管2的阴极面上，且出线端靠近阴极面(区别于传统像增强器的电源套在阳极倒像器上)，且连接时候在所有引出线上套上绝缘缩管，一方面能够避免不同电极电压互相干扰，另一方面避免电极线长时间接触阴极法兰盘磨损导致漏电。

如图2所示，所述小型高压电源1为一环形结构，内径大于22mm(区别于传统电源内径为20mm左右)，高度小于12mm，主要作用是为像增强管2提供阳极、微通道板及阴极的工作电压。小型高压电源1包括电源本体19及8根引出线11～18，电源本体19为环形结构，由柔性电路板通过硅橡胶灌封于一个环形壳体内所得；8根引出线分别为阳极电压引出线11、微通道板输出端电压引出线12、微通道板输入端电压引出线13、阴极电压引出线14、供电引线正极15、供电引线负极16、电磁屏蔽线17及外部调节线18。阳极电压引出线11为像荧光屏提供阳极工作电压，该电压对应MCP输出端为6kV左右，一般采用黄色绝缘导线；微通道板输出端电压引出线12为微通道板提供工作电压，该电压300～1000V可调，通过调节该电压可实现像增强器亮度增益调节，一般采用红色绝缘导线；微通道板输入端电压引出线 13为接地线，与电源各高压电极形成回路，一般采用黑色绝缘导线；阴极电压引出线14为光电阴极提供阴极工作电压，当轻型倒像微光像增强器4阴极输入面照度＜10^-4lx时，该电压为一恒定-200V的直流电压，当输入面照度≥10^-4lx时候，该电压为一频率固定的脉冲电压，且照度越高，负脉冲占空比越小，一般采用蓝色绝缘导线；供电引线正极15提供一路 2～4V直流电压，一般采用红色绝缘导线；供电引线负极16与供电引线正极15共同形成供电回路，一般采用黑色绝缘导线；电磁屏蔽线17通过盖板上的触点与电磁屏蔽外壳3相连，大大提高像增强器的电磁兼容性能，一般采用黑色绝缘导线；外部调节线18通过外部控制信号实现轻型倒像微光像增强器4亮度增益或者最大输出亮度调节，从而调节夜视仪视场亮暗情况，一般采用绿色或黄色绝缘导线。

如图3所示，所述像增强管2由阴极组件21、真空管壳22和荧光屏组件23三部分构成，阴极组件21将光学图像转换为电子图像；真空管壳22与阴极组件21和荧光屏组件23封接之后形成真空电子光学系统；荧光屏组件23将电子图像转换为光学图像输出，该组件采用有效直径18mm、丝径4um、高度15mm的超短倒像器作为阳极输出端，是实现像增强器本体减重的重要途径。真空管壳22由三个陶瓷环及多个环形金属件焊接而成，真空管壳表面有两个焊点和两个接线触钉，真空管壳内两个接线触钉对应的环形金属件之间装配有微通道板，用于实现电子倍增。阳极电压引出线接线焊点221用于将小型高压电源1的阳极电压引出线 11与像增强管实现电气连接从而为荧光屏提供阳极工作电压；微通道板输出端电压引出线接线触钉222用于将小型高压电源1的微通道板输出端电压引出线12与像增强管实现电气连接从而为微通道板输出端提供工作电压；微通道板输入端电压引出线接线触钉223将小型高压电源1的微通道板输入端电压引出线13与像增强管实现电气连接从而为微通道板输入端提供工作电压；阴极电压引出线接线焊点224将小型高压电源1的微通道板阴极电压引出线14与像增强管实现电气连接从而为光电阴极提供工作电压。

如图4所示，所述电磁屏蔽外壳3由底座31和盖板32两部分构成，底座31和盖板32均采用PPO表面电镀铜的工艺实现电磁屏蔽，外壳底端有一注胶孔用于灌封时注入硅橡胶，盖板32上有一触点将电磁屏蔽外壳3与电源的电磁屏蔽线17连接，该盖板32上还有一出线孔，同时作为灌封时硅橡胶的排气孔，盖板32上还有一个短倒像器套筒，通过该套筒及套筒与超短倒像器之间的灌封胶阻隔超短倒像器四周散射出的光，以免影响夜视仪的光路及成像效果。

所述轻型倒像微光像增强器制备工艺流程如下：

(1)准备好小型高压电源1和像增强管2；

(2)将小型高压电源1所有引出线按照需求长度剪短并剥好线头，在所有引出线上套上绝缘缩管；

(3)将小型高压电源1引出线11～14分别与像增强管2上对应焊点或触钉相连，电磁屏蔽线17与电磁屏蔽外壳3的盖板32上触点相连，将引出线15、16和18从电磁屏蔽外壳 3的盖板32上的出线孔引出，然后将未灌封的像增强管2放置于电磁屏蔽外壳3的底座31 内，将盖板32扣压于其上方，然后整体放置于灌封夹具并对灌封夹具进行紧固；

(4)对灌封夹具内的轻型倒像微光像增强4进行像对准调整，然后放入灌封设备中完成灌封，灌封后的轻型倒像微光像增强器4放置于常温环境或烘箱内直至硅橡胶完全固化，对其进行脱模并清理残胶得到轻型倒像微光像增强器4。

如图5所示，所述轻型倒像微光像增强器4应用于头盔夜视仪中的光学结构，包括由夜视仪物镜100、轻型倒像微光像增强器4和夜视仪目镜200依次装配所构成的组件，由于该像增强器阴极端是环形内凹结构，夜视仪物镜100能够内置于其小型高压电源1的内环中，充分利用空间结构，从而能够整体减重。

Claims (11)

1.一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于，该轻型倒像微光像增强器由小型高压电源(1)、像增强管(2)和电磁屏蔽外壳(3)三个部分组成，所述小型高压电源(1)与像增强管(2)电气连接之后形成未灌封的像增强器，该未灌封的像增强器放置于电磁屏蔽外壳(3)内，电磁屏蔽外壳(3)的盖板通过套筒扣压在超短倒像器上方，然后放置于灌封夹具内，并从电磁屏蔽外壳的注胶孔注入硅橡胶完成灌封，得到一种轻型倒像微光像增强器(4)；所述像增强管(2)与小型高压电源(1)进行电气连接时小型高压电源(1)置于像增强管(2)的阴极面上，且出线端靠近阴极面；

所述小型高压电源(1)为一环形结构，内环空间用于容纳夜视仪物镜，小型高压电源(1)用于为像增强管(2)提供阳极、微通道板及阴极工作电压；

所述像增强管(2)由阴极组件(21)、真空管壳(22)和荧光屏组件(23)三部分构成，阴极组件(21)用于将光学图像转换为电子图像；真空管壳(22)与阴极组件(21)和荧光屏组件(23)封接之后形成真空电子光学系统；荧光屏组件(23)用于将电子图像转换为光学图像输出；所述真空管壳(22)由三个陶瓷环及多个环形金属件焊接而成，真空管壳表面有两个焊点和两个接线触钉，真空管壳内两个接线触钉对应的环形金属件之间装配有微通道板，用于实现电子倍增；

所述电磁屏蔽外壳(3)由底座(31)和盖板(32)两部分套接构成。

2.根据权利要求1所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

小型高压电源(1)包括电源本体(19)及8根引出线，电源本体(19)为环形结构，由柔性电路板通过硅橡胶灌封于一个环形PPO壳体内所得。

3.根据权利要求2所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

所述8根引出线分别为阳极电压引出线(11)、微通道板输出端电压引出线(12)、微通道板输入端电压引出线(13)、阴极电压引出线(14)、供电引线正极(15)、供电引线负极(16)、电磁屏蔽线(17)及外部调节线(18)；阳极电压引出线(11)为荧光屏提供阳极工作电压，采用黄色绝缘导线；微通道板输出端电压引出线(12)为微通道板提供工作电压，采用红色绝缘导线；微通道板输入端电压引出线(13)为接地线，与电源各高压电极形成回路，采用黑色绝缘导线；阴极电压引出线(14)为光电阴极提供阴极工作电压，采用蓝色绝缘导线；供电引线正极(15)提供一路2～4V直流电压，采用红色绝缘导线；供电引线负极(16)与供电引线正极(15)共同形成供电回路，采用黑色绝缘导线；电磁屏蔽线(17)通过盖板上的触点与电磁屏蔽外壳(3)相连，采用黑色绝缘导线；外部调节线(18)通过外部控制信号实现轻型倒像微光像增强器(4)的亮度增益或者最大输出亮度的调节，从而调节夜视仪视场亮暗情况，采用绿色或黄色绝缘导线。

4.根据权利要求1所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

所述荧光屏组件(23)将电子图像转换为光学图像输出，该组件采用有效直径18mm、丝径4um、高度15mm的超短倒像器作为阳极输出端。

5.根据权利要求1所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

所述真空管壳(22)包括阳极电压引出线接线焊点(221)、微通道板输出端电压引出线接线触钉(222)、微通道板输入端电压引出线接线触钉(223)及阴极电压引出线接线焊点(224)；所述阳极电压引出线接线焊点(221)用于将小型高压电源(1)的阳极电压引出线(11)与像增强管(2)实现电气连接从而为荧光屏提供阳极工作电压；所述微通道板输出端电压引出线接线触钉(222)用于将小型高压电源(1)的微通道板输出端电压引出线(12)与像增强管(2)实现电气连接从而为微通道板输出端提供工作电压；所述微通道板输入端电压引出线接线触钉(223)将小型高压电源(1)的微通道板输入端电压引出线(13)与像增强管(2)实现电气连接从而为微通道板输入端提供工作电压；所述阴极电压引出线接线焊点(224)将小型高压电源(1)的阴极电压引出线(14)与像增强管(2)实现电气连接从而为光电阴极提供工作电压。

6.根据权利要求1所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

所述小型高压电源(1)的内径大于22mm，高度小于12mm。

7.根据权利要求3所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

所述电磁屏蔽外壳(3)的底座(31)和盖板(32)均采用PPO表面电镀铜的工艺实现电磁屏蔽。

8.根据权利要求7所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

所述电磁屏蔽外壳(3)的底端有一注胶孔用于灌封时注入硅橡胶，盖板(32)上有一触点将所述电磁屏蔽外壳(3)与所述电磁屏蔽线(17)连接。

9.根据权利要求7所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

所述盖板(32)上还有一出线孔，同时作为灌封时硅橡胶的排气孔。

10.根据权利要求7所述的一种轻型倒像微光像增强器，其特征在于：

所述盖板(32)上还有一个超短倒像器套筒，通过该套筒及套筒与超短倒像器之间的灌封胶阻隔超短倒像器四周散射出的光。

11.一种头盔夜视仪，其特征在于，包括由夜视仪物镜(100)、如权利要求1-10任一项所述的轻型倒像微光像增强器(4)和夜视仪目镜(200)依次装配所构成的组件，所述夜视仪物镜(100)内置于所述小型高压电源(1)的内环中。

Images