CN219037767U - 前置瞄准镜及采用前置瞄准镜的双光瞄准系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种前置瞄准镜及双光瞄准系统，前置瞄准镜用于可拆卸地装设于白光瞄准镜前端且包括：可见光成像组件，沿可见光光轴分布以获取目标物的可见光图像；红外光热成像组件，沿红外光光轴分布以获取目标物的红外光图像；及双光融合组件，包括反射镜及合光镜，反射镜设置在可见光光轴上并反射可见光图像至合光镜，合光镜设置在融合光轴上并同时反射可见光图像、透射红外光图像以得到沿融合光轴的融合图像；其中，可见光光轴与红外光光轴平行，红外光光轴与融合光轴共线。本申请的前置瞄准镜包括可见光成像组件、红外光热成像组件及双光融合组件，能够对可见光图像和红外光图像进行融合，使用户获得更多的图像信息、瞄准精准度高。

Description

前置瞄准镜及采用前置瞄准镜的双光瞄准系统

技术领域

本申请涉及瞄准设备技术领域，尤其是涉及一种前置瞄准镜及采用前置瞄准镜的双光瞄准系统。

背景技术

目前，在户外领域，传统的白光瞄准镜应用广泛，其使用方便，轻便易携，能看清楚目标的细节特征，但是其使用时间受限，其仅能在白天光线较好的情景下使用，而在夜间、雾、霾或透过植被等条件下使用时则会受到极大的限制。而红外瞄准镜则无需借助外部环境光线，其利用红外辐射成像原理，在白天和晚上都能进行使用，且其视野范围广、受环境影响小、隐蔽性能好。但红外瞄准镜受其成像原理影响，也有其自身的缺点，那就是无法看到目标的细节特征，所成图像的对比度低，分辨细节的能力较差。

目前市面上的一些瞄准镜配备前置红外瞄准镜，使用时将前置红外瞄准镜安装固定在白光瞄准镜之前，此时，白光瞄准镜上就可以显示红外光图像，可以快速实现红外瞄准功能。但这类瞄准镜只能显示红外光图像或可见光图像。

发明内容

基于此，本申请提供一种前置瞄准镜及采用前置瞄准镜的双光瞄准系统，能够在前置瞄准镜中实现红外光与可见光的双光融合，使用户可以同时观察到红外光图像和可见光图像。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一方面，本申请实施例提供一种前置瞄准镜前端，用于可拆卸地装设于白光瞄准镜，前置瞄准镜包括：

可见光成像组件，沿可见光光轴分布以获取目标物的可见光图像；

红外光热成像组件，沿红外光光轴分布以获取目标物的红外光图像；及

双光融合组件，包括反射镜及合光镜，所述反射镜设置在所述可见光光轴上并反射所述可见光图像至所述合光镜，所述合光镜设置在融合光轴上并同时反射所述可见光图像、透射所述红外光图像以得到沿所述融合光轴的融合图像；

其中，所述可见光光轴与所述红外光光轴平行，所述红外光光轴与所述融合光轴共线。

在其中一个实施例中，所述反射镜与所述可见光光轴成45°±1°夹角，所述合光镜与所述反射镜平行设置。

在其中一个实施例中，所述合光镜为半透半反镜，所述合光镜朝向所述红外光热成像组件一侧的表面设有透光膜，所述合光镜朝向所述反射镜一侧的表面设有反光膜。

在其中一个实施例中，所述红外光热成像组件包括沿所述红外光光轴顺次分布的红外物镜组及红外探测器，还包括与所述红外探测器电信号连接的显示屏，所述显示屏设置在所述融合光轴上，所述红外物镜组的焦距、所述红外探测器的靶面对角线尺寸根据视场大小确定。

在其中一个实施例中，所述双光融合组件还包括设于所述显示屏与所述合光镜之间的准直镜组，所述准直镜组用于接收所述显示屏显示的所述红外光图像并准直后向所述合光镜发出；所述准直镜组的焦距根据所述红外探测器的机芯靶面对角线尺寸以及视放大率的关系来确定。

在其中一个实施例中，所述显示屏为OLED显示屏，且所述显示屏的最高亮度大于500nits。

在其中一个实施例中，所述前置瞄准镜还包括控制电路，所述控制电路包括调节电路，所述调节电路用于调节所述显示屏的显示亮度。

在其中一个实施例中，所述控制电路包括开关电路，所述开关电路用于控制所述可见光成像组件、所述红外光热成像组件的开启和关闭。

在其中一个实施例中，所述前置瞄准镜还包括激光测距组件，所述激光测距组件用于测量目标物的距离并将距离信息发送至所述控制电路；所述控制电路将所述距离信息发送给所述显示屏，以使所述显示屏显示所述红外光图像与所述距离信息。

另一方面，本申请实施例提供一种双光瞄准系统，包括如前文所述的前置瞄准镜及白光瞄准镜，所述前置瞄准镜通过紧固组件可拆卸地装设于所述白光瞄准镜上，以使所述前置瞄准镜的所述融合光轴与所述白光瞄准镜的光轴共线。

本申请的前置瞄准镜及采用前置瞄准镜的双光瞄准系统至少具有以下有益效果：本申请的前置瞄准镜包括可见光成像组件、红外光热成像组件及双光融合组件，能够对可见光图像和红外光图像进行融合，既能看清楚目标的细节特征，同时又不受外界光线等外部条件的影响，在白天和晚上都能进行使用，提高了瞄准镜的精准度。本申请的双光瞄准系统，前置瞄准镜的融合光轴和白光瞄准镜的光轴具有一致性，保证了红外光图像和可见光图像融合后的图像一致性。

附图说明

图1为本申请实施例的红外前置的双光瞄准系统的光路结构示意图；

图2为本申请实施例的红外前置的双光瞄准系统的框架结构示意图。

附图中各标号的含义如下：

10、前置瞄准镜；20、白光瞄准镜；30、人眼；

11、可见光成像组件；12、红外光热成像组件；13、双光融合组件；14、控制电路；15、红外测距组件；121、红外物镜组；122、探测器；123、显示屏；131、反射镜；132、合光镜；133、准直镜组。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请的实现方式。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1和图2，本申请一实施例的红外前置的双光瞄准系统，包括前置瞄准镜10及白光瞄准镜20，前置瞄准镜10通过可拆卸地安装在白光瞄准镜20前端，白光瞄准镜20可单独作为单光瞄准镜使用也可装备前置瞄准镜10后作为多光瞄准镜使用。

前置瞄准镜10包括设置在前置瞄准镜筒中的可见光成像组件11、红外光热成像组件12及双光融合组件13，可见光成像组件11、红外光热成像组件12以光轴相互平行的方式设置在双光融合组件13的前端。其中，可见光成像组件11用于获取目标物的可见光图像，可见光图像高频成分多、含有丰富的光谱信息，在足够照度下能较好的反映场景的细节；红外光热成像组件12用于获取目标物的红外光图像，红外光图像是热辐射图像，灰度由目标物与背景的温差决定，在照度不佳的情况下对目标也可以有比较好的反映；双光融合组件13用于将可见光成像组件11获取的可见光图像与红外光热成像组件12获取的红外光图像进行融合得到双光融合图像。

本申请的前置瞄准镜10同时配置可见光成像组件20和红外热成像组件30，用户可以根据环境照度选择适当的使用模式，进行可见光成像和/或红外光热成像，满足全天候的使用需求。

可见光成像组件11包括沿可见光光轴O1分布的可见光物镜组。目标环境中的可见光进入前置瞄准镜10，经可见光物镜组成像后，得到目标物的可见光图像。

红外光热成像组件12包括沿红外光光轴O2顺次分布的红外物镜组121及红外探测器122，还包括与红外探测器122电信号连接的显示屏123。目标环境中的红外光辐射进入前置瞄准镜10，经红外物镜组121成像在红外探测器122的焦平面上。红外探测器122的图像处理模块将红外光信号转化为电信号并发送给显示屏123。显示屏123接收红外探测器122的电信号并将电信号转化为红外光图像进行显示。其中，红外光光轴O2与可见光光轴O1平行设置。红外物镜组121的焦距、红外探测器122的靶面对角线尺寸根据视场大小确定。

本实施例中，显示屏123为OLED显示屏，且显示屏123的最高亮度大于500nits。高亮度的OLED显示屏，其亮度高，对比度高，可靠性好，图像稳定不闪烁，其使用寿命更长，即使在白天，对红外光图像也具有较强的响应，使用户可以获得更多的图像信息。

双光融合组件13包括反射镜131及合光镜132，反射镜131设置在可见光光轴O1上，用于反射可见光成像组件11获得的可见光图像至合光镜132。红外光热成像组件12的显示屏123、合光镜132沿融合光轴O3顺次设置，合光镜132用于反射可见光图像、透射红外光图像，获得双光融合图像。其中，融合光轴O3与红外光光轴O2同轴设置。

双光融合组件13还包括准直镜组133，沿融合光轴O3设置在显示屏123、合光镜132之间。准直镜组133用于接收显示屏123显示的红外光图像，并将其准直后向合光镜132发出。准直镜组133的焦距可根据红外探测器122的机芯靶面对角线尺寸以及视放大率的关系来确定。

根据红外物镜组121的焦距、准直镜组133的焦距、红外探测器122的靶面对角线尺寸以及视放大率的关系可确定显示屏123的OLED显示区域的对角线尺寸，具体公式如下：

其中，Γ表示视放大率，f_物表示红外物镜组121的焦距，f_目表示准直镜组133的焦距，l_OLED表示显示屏123的OLED显示区域的对角线尺寸，l_探测器表示探测器机芯的靶面对角线尺寸。

本实施例中，反射镜131与前置瞄准镜红外光光轴O1之间的夹角为45°，用于将环境的中的可见光反射到合光镜132上。反射镜131与前置瞄准镜红外光光轴O1之间的夹角尽量保证在45°，实际生产制造过程中宜将夹角控制在45±1°的误差范围内。合光镜132与反射镜131平行设置(与前置瞄准镜红外光光轴O1之间的夹角为45°±1°)，用于接收来自反射镜131的可见光并将其反射到白光瞄准镜20中，还用于接收来自准直镜组133的红外光图像并将其透射到白光瞄准镜20中。其中，融合光轴O3与白光瞄准镜20的光轴同轴设置，如此，有利于使红外光光轴O2、融合光轴O3与白光瞄准镜20的光轴一致，从而可保证良好的图像一致性。

本实施例中的合光镜132为半透半反镜，合光镜132朝向红外光热成像组件12一侧的表面设有透光膜，合光镜132朝向反射镜131一侧的表面设有反光膜。利用透光膜对红外光热成像组件12形成的红外光图像进行透射，利用反光膜对可见光成像组件11形成的可见光图像进行反射。通过不同的镀膜材料和镀膜工艺可以改变合光镜132的反射-透射比例，以满足不同应用场景的需求。通过半透半反镜进行图像融合，可以使用户在大角度观测位置时所看到的图像和正视位置时看到的图像没有偏差，使用方便，瞄准精准度高。

本实施例的红外前置的双光瞄准系统将前置瞄准镜10与白光瞄准镜20连接后，可见光经反射镜131和半透半反镜(合光镜132)反射后进入白光瞄准镜20，红外光图像经过准直镜组133和半透半反镜(合光镜132)后到达白光瞄准镜20，经白光瞄准镜20后到达人眼30，可见光图像和红外光图像均可通过白光瞄准镜20进入人眼。前置瞄准镜10(的融合光轴O3)和白光瞄准镜20共光轴设置，可以保证良好的图像一致性。请结合参阅图2，本申请一实施例的前置瞄准镜10还可以包括控制电路14，控制电路14用于控制可见光成像组件11、红外光热成像组件12以及可见光图像和红外光图像的显示比例。

具体地，控制电路14可以包括开关电路及调节电路。开关电路用于控制可见光成像组件11、红外光热成像组件12的开启和关闭，使前置瞄准镜10能够实现单独出射红外光图像、单独出射可见光图像、以及显示红外光图像和可见光图像的融合图像。调节电路用于调节显示屏123的显示亮度等，从而调节进入合光镜133的红外光图像与可见光图像之间的比例，使进入人眼30的融合图像中的可见光图像与红外光图像比例不同，以满足不同应用场景的需求。控制电路14还用于对红外光图像位置和红外光图像像高进行标定，使得红外光图像和可见光图像匹配，从而实现红外-可见光图像的融合。本实施例中，前置瞄准镜10还可以包括激光测距组件15，激光测距组件15用于测量目标物的距离，并将测得的距离信息发送给控制电路14。控制电路14还用于接收激光测距组件15发送的距离信息，并将距离信息发送给显示屏123。显示屏123还用于接收控制电路14发送的距离信息，并将距离信息与红外光图像进行融合后显示。

激光测距组件15的距离信息在显示屏123上予以显示，使进入到人眼30中的图像瞄准信息更多，有利于提高瞄准镜的精准性。激光测距组件15可采用内置式或外挂式。如采用外挂式，则可以在控制电路14上设置一个传输接口用于接收激光测距组件15的距离信息，同时在前置瞄准镜10的外壳上设置一个激光测距组件的安装位。当需要使用激光测距组件15时，可将激光测距组件15安装在安装位上；不用时，则可以将激光测距组件15取下，以减轻前置瞄准镜10的重量，使其更加便携。具体地，本实施例的瞄准系统还可以包括紧固组件(未示出)，紧固组件用于将前置瞄准镜10与白光瞄准镜20进行可拆卸连接，以使前置瞄准镜10的出射光轴与白光瞄准镜20的入射光轴位于同一直线上。

具体的紧固组件的结构在此不做限定，只要能够方便前置瞄准镜10和白光瞄准镜20之间的拆装，同时保证二者安装之后的稳定性即可。通过紧固组件将瞄准系统的前置瞄准镜10和白光瞄准镜20固定在一起，使前置瞄准镜10不必经常去拆装，减少校准分划中心的次数，有效保证了装夹一致性，从而提高瞄准精度，同时保证前置瞄准镜10和白光瞄准镜20的连接稳固，不会因为冲击振动而脱落。

通过设置紧固机构，将前置瞄准镜10与白光瞄准镜20进行连接后，可以通过控制电路14的开关电路控制红外光图像的显示，同时，可见光可以通过反射镜131和合光镜132入射，因此可以实现不影响可见光图像的情况下引入红外光图像，且可以通过开关电路控制显示可见光图像或红外光图像。

本实施例的瞄准系统的工作原理如下：目标环境中的红外光沿红外光光轴O2进入红外物镜组121，红外物镜组121将红外光信号成像到红外探测器122的焦平面上，红外探测器122将该红外光信号转化为电信号传递给显示屏123，显示屏123将该电信号显示为红外光图像，红外光图像经准直镜组133准直后经合光镜132透射后传输。目标环境中的可见光沿可见光光轴O1进入可见光成像11组件后经反射镜131反射至合光镜132，经合光镜15反射后传输。红外光图像和可见光图像经过合光镜132后即发生融合，沿融合光轴O3经过白光瞄准镜20后传输至人眼30。

使用时，可根据不同需要调节控制电路14，使其单独显示红外光图像，或单独显示可见光图像，或显示红外光图像和可见光图像的融合图像，即使本实施例的瞄准系统同时具有红外瞄准镜及白光瞄准镜的功能，因此，使用过程中无需频繁拆卸前置瞄准镜10，使用更加方便。

本实施例中的前置瞄准镜可安装于任何一个白光瞄准镜上，对白光瞄准镜的类型、规格无要求，可以为各种倍率的、适配的白光瞄准镜，同时不影响白光瞄准镜的正常使用。

本申请实施例提供了双光瞄准系统，通过紧固组件的装夹来固定前置瞄准镜，将红外光图像通过白光瞄准镜传输入人眼，使该系统可以对复杂条件下的目标进行全天候的观测和精确瞄准，前置瞄准镜的多功能性使得用户无需重复拆卸，无需重复校准，对于不同的环境都可以保证高精度的瞄准，能够有效减少误差的产生，使用户获得更佳的体验。本申请实施例提供了红外-可见光双光瞄准系统，将红外瞄准镜和白光瞄准镜结合使用能够综合二者的优点，实现全天候目标的识别和探测功能，从而使用户的体验感得到加强。

显示屏选用具有高亮度和高对比度的高亮屏，其可靠性更高，使用寿命更长，图像亮度均匀、稳定、不闪烁，使得即使在白天对红外光图像也具有较强的响应，使用户可以获得更多的图像信息。

可以外挂激光测距系统，可与红外成像组件共用显示屏，通过控制电路14能够将测距信息与红外光图像一同显示，进而可以实现红外-可见光-激光的三光融合，实现精准距离的瞄准。

该前置瞄准镜具有红外和白光双光路共同作用，适用的场景广泛，适应多样的气候条件，同时可以搭配各种不同倍率、不同类型的白光瞄准镜，适配性高，具有良好的发展前景。

前置瞄准镜在设置了红外成像组件的基础上，还增设了可见光成像组件，使可见光图像和红外光图像均可通过前置瞄准镜进行成像，可见光图像和红外光图像经合光镜融合后，通过白光瞄准镜后成像到人眼，在使用时无需频繁拆卸前置瞄准镜来切换使用模式，仅通过控制电路14的开关组件进行控制即可进行可见光图像和红外光图像显示模式的自由切换。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围之内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种前置瞄准镜，用于可拆卸地装设于白光瞄准镜(20)前端，其特征在于，前置瞄准镜(10)包括：

可见光成像组件(11)，沿可见光光轴(O1)分布以获取目标物的可见光图像；

红外光热成像组件(12)，沿红外光光轴(O2)分布以获取目标物的红外光图像；及

双光融合组件(13)，包括反射镜(131)及合光镜(132)，所述反射镜(131)设置在所述可见光光轴(O1)上并反射所述可见光图像至所述合光镜(132)，所述合光镜(132)设置在融合光轴(O3)上并同时反射所述可见光图像、透射所述红外光图像以得到沿所述融合光轴(O3)的融合图像；

其中，所述可见光光轴(O1)与所述红外光光轴(O2)平行，所述红外光光轴(O2)与所述融合光轴(O3)共线。

2.如权利要求1所述的前置瞄准镜，其特征在于：所述反射镜(131)与所述可见光光轴(O1)成45°±1°夹角，所述合光镜(132)与所述反射镜(131)平行设置。

3.如权利要求2所述的前置瞄准镜，其特征在于：所述合光镜(132)为半透半反镜，所述合光镜(132)朝向所述红外光热成像组件(12)一侧的表面设有透光膜，所述合光镜(132)朝向所述反射镜(131)一侧的表面设有反光膜。

4.如权利要求1所述的前置瞄准镜，其特征在于：所述红外光热成像组件(12)包括沿所述红外光光轴(O2)顺次分布的红外物镜组(121)及红外探测器(122)，还包括与所述红外探测器(122)电信号连接的显示屏(123)，所述显示屏(123)设置在所述融合光轴(O3)上，所述红外物镜组(121)的焦距、所述红外探测器(122)的靶面对角线尺寸根据视场大小确定。

5.如权利要求4所述的前置瞄准镜，其特征在于：所述双光融合组件(13)还包括设于所述显示屏(123)与所述合光镜(132)之间的准直镜组(133)，所述准直镜组(133)用于接收所述显示屏(123)显示的所述红外光图像并准直后向所述合光镜(132)发出；所述准直镜组(133)的焦距根据所述红外探测器(122)的机芯靶面对角线尺寸以及视放大率的关系来确定。

6.如权利要求4所述的前置瞄准镜，其特征在于：所述显示屏(123)为OLED显示屏，且所述显示屏(123)的最高亮度大于500nits。

7.如权利要求4所述的前置瞄准镜，其特征在于：所述前置瞄准镜(10)还包括控制电路(14)，所述控制电路包括调节电路，所述调节电路用于调节所述显示屏(123)的显示亮度。

8.如权利要求7所述的前置瞄准镜，其特征在于：所述控制电路(14)包括开关电路，所述开关电路用于控制所述可见光成像组件(11)、所述红外光热成像组件(12)的开启和关闭。

9.如权利要求7所述的前置瞄准镜，其特征在于：所述前置瞄准镜(10)还包括激光测距组件(15)，所述激光测距组件(15)用于测量目标物的距离并将距离信息发送至所述控制电路(14)；所述控制电路(14)将所述距离信息发送给所述显示屏(123)，以使所述显示屏(123)显示所述红外光图像与所述距离信息。

10.一种双光瞄准系统，其特征在于：包括如权利要求1至9任意一项所述的前置瞄准镜(10)及白光瞄准镜(20)，所述前置瞄准镜(10)通过紧固组件可拆卸地装设于所述白光瞄准镜(20)上，以使所述前置瞄准镜(10)的所述融合光轴(O3)与所述白光瞄准镜(20)的光轴共线。

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