ES2848078T3 - Dispositivo de visión nocturna - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo de visión nocturna, que comprende: un primer chip sensible a la luz que es al menos capaz de detectar la luz infrarroja; un primer grupo de lentes (101, 201, 301) que se usa para formar imágenes en el primer chip sensible a la luz; una primera pantalla (102, 202) que se dispone para mostrar una imagen recogida por el primer chip sensible a la luz; un sistema de procesamiento de imágenes que se dispone para procesar datos de imágenes recopilados por el primer chip sensible a la luz, en donde el sistema de procesamiento de imágenes tiene una capacidad de zoom digital y/o el primer grupo de lentes tiene una capacidad de zoom óptico; y un sistema de control que se dispone para ajustar un rango de imágenes del primer chip sensible a la luz ajustando un factor de zoom óptico del primer grupo de lentes y/o un factor de zoom digital del sistema de procesamiento de imágenes; en donde el dispositivo de visión nocturna comprende, además: una unidad de iluminación auxiliar (103, 203, 303) que comprende una fuente de luz auxiliar y una cavidad de guía de luz, en donde, la fuente de luz auxiliar es al menos capaz de emitir luz infrarroja, una luz emitida por la fuente de luz auxiliar se emite a través de la cavidad de guía de luz, la cavidad de guía de luz tiene un componente de ajuste móvil que se dispone para ajustar un rango de irradiación de la luz emitida manual o automáticamente por el sistema de control, y el rango de irradiación se adapta al rango de imágenes del primer chip sensible a la luz, caracterizado porque una pared interior de la cavidad de guía de luz tiene reflectividad, la cavidad de guía de luz comprende una cavidad de recolección de luz (1033) y un tubo de guía (1034) que están conectados entre sí, la fuente de luz auxiliar está encerrada en la cavidad de recolección de luz y se dispone para emitir la luz J Z a través del tubo de guía conectado con la cavidad de recolección de luz, y el tubo de guía se utiliza como componente de ajuste móvil y es telescópico, en donde cuando el tubo de guía se alarga, el ángulo de divergencia de la luz emitida se reduce, y cuando el tubo de guía se retrae, el ángulo de divergencia de la luz emitida aumenta.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de visión nocturna
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a la tecnología óptica, específicamente a un dispositivo de visión nocturna.
Antecedentes
Los dispositivos de visión nocturna se utilizan ampliamente en actividades de aventuras, exploración de campo y militares, etc.
En los dispositivos de visión nocturna temprana, no hay una fuente de luz auxiliar y se utilizan imágenes térmicas, mediante las cuales se obtienen imágenes térmicas mediante la detección de la longitud de onda de la radiación de cuerpo negro y se convierten en imágenes visibles para el ojo humano a través de una pantalla. Para los dispositivos de este período, se necesitan medios de enfriamiento complejos, el tamaño es grande y la distancia de visión nocturna es corta.
Con los avances en la iluminación de chips sensibles a la luz y diodos emisores de luz (LED), se ha propuesto un dispositivo de visión nocturna que usa LED infrarrojos como fuente de luz auxiliar, en el que generalmente se usan lentes de telescopio, las imágenes se obtienen usando un chip sensible a la luz y se muestran en una pantalla de cristal líquido (LCD), y la fuente de luz auxiliar generalmente utiliza una estructura de salida de luz fija. En el caso de que se desee mejorar la calidad de imagen del dispositivo de visión nocturna, es necesario aumentar la resolución del chip sensible a la luz, lo que conducirá a una reducción de la sensibilidad y, por lo tanto, a un acortamiento de la distancia de visión nocturna. En el caso de que se utilice el zoom para aumentar la distancia de visión nocturna, la fuente de luz auxiliar debe tener una distancia de iluminación correspondiente, lo que conducirá a un aumento en el número de luces para aumentar la energía de iluminación. Sin embargo, cuando se acorta la distancia focal, se producirá un desperdicio de energía.
Un dispositivo de visión nocturna de la técnica anterior se describe en el documento EP2284814A.
Resumen
Un dispositivo de visión nocturna según la invención comprende todas las características de la reivindicación 1 independiente. Un dispositivo de visión nocturna de acuerdo con la presente divulgación puede incluir un primer chip sensible a la luz que puede ser al menos detectar luz infrarroja, un primer grupo de lentes que puede usarse para obtener imágenes en el primer chip sensible a la luz, una primera pantalla que puede ser utilizada para visualizar las imágenes recopiladas por el primer chip sensible a la luz, y un sistema de control que puede usarse para ajustar el rango de imágenes del primer chip sensible a la luz mediante zoom óptico y/o zoom digital. El dispositivo de visión nocturna puede incluir además una unidad de iluminación auxiliar que puede incluir una fuente de luz auxiliar y una cavidad de guía de luz. La fuente de luz auxiliar puede al menos poder emitir luz infrarroja. La luz emitida por la fuente de luz auxiliar puede emitirse a través de la cavidad de guía de luz. La cavidad de guía de luz puede tener un componente de ajuste móvil que puede usarse para ajustar el rango de irradiación de la luz emitida de forma manual o automática por el sistema de control. El rango de irradiación puede adaptarse al rango de imágenes del primer chip sensible a la luz.
En el dispositivo de visión nocturna de acuerdo con la presente divulgación, dado que el rango de irradiación de la fuente de luz auxiliar se adapta al rango de imágenes del chip sensible a la luz ajustando el componente de ajuste móvil manual o automáticamente, la energía de la fuente de luz auxiliar puede ser utilizada en la escena para obtener una imagen completa y eficaz. La distancia de visión nocturna y la calidad de la imagen se pueden aumentar sin cambiar el nivel de hardware (la resolución del chip sensible a la luz y la capacidad de iluminación de la fuente de luz auxiliar).
Los ejemplos específicos de acuerdo con la presente descripción se describirán en detalle más abajo con referencia a los dibujos.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra esquemáticamente el lado frontal del dispositivo de visión nocturna en la realización 1;
La Figura 2 muestra esquemáticamente el lado posterior del dispositivo de visión nocturna en la realización 1;
La Figura 3 muestra esquemáticamente una unidad de iluminación auxiliar en la realización 1;
La Figura 4 muestra esquemáticamente otra unidad de iluminación auxiliar en la realización 1;
La Figura 5 muestra esquemáticamente el lado frontal del dispositivo de visión nocturna en la realización 2;
La Figura 6 muestra esquemáticamente el lado posterior del dispositivo de visión nocturna en la realización 2; y
La Figura 7 muestra esquemáticamente el dispositivo de visión nocturna en la realización 3.
Descripción detallada
Realización 1
la Figura 1 y la Figura 2 muestran esquemáticamente una realización de un dispositivo de visión nocturna según la presente divulgación, que puede incluir un primer chip sensible a la luz, un primer grupo de lentes 101, una primera pantalla 102, un sistema de procesamiento de imágenes, un sistema de control y una unidad de iluminación auxiliar 103. El primer chip sensible a la luz, el sistema de procesamiento de imágenes y el sistema de control pueden estar alojados en un cuerpo 104 del dispositivo de visión nocturna.
El primer chip sensible a la luz puede al menos detectar la luz infrarroja. Por ejemplo, se puede usar un chip sensible a la luz de alta resolución ordinario, es decir, un chip sensible a la luz usado en una cámara digital ordinaria. Este tipo de chip sensible a la luz puede detectar luz en un amplio rango espectral, incluida la luz infrarroja y la luz visible. Además, su alta resolución también puede permitir la aplicación del zoom digital.
El primer grupo de lentes puede usarse para obtener imágenes en el primer chip sensible a la luz y puede ser un grupo de lentes de enfoque fijo con un aumento fijo o un grupo de lentes de zoom con aumento ajustable. Preferiblemente, el primer grupo de lentes puede tener además la capacidad de enfoque automático, y el sistema de control puede ajustar automáticamente la distancia focal entre el primer grupo de lentes y el primer chip sensible a la luz en función de la distancia del objeto a observar y el factor de zoom del primer grupo de lentes.
La primera pantalla puede usarse para mostrar las imágenes obtenidas por el primer chip sensible a la luz. El chip sensible a la luz puede detectar la luz infrarroja invisible o difícilmente visible para el ojo humano y generar datos de imagen que pueden mostrarse en la pantalla en forma de imágenes en blanco y negro, logrando así la visión nocturna. En la presente divulgación, la primera pantalla puede ser una pantalla de cristal líquido bidimensional. En el caso de que solo se use para lograr visión nocturna, se puede usar una pantalla en blanco y negro.
El sistema de procesamiento de imágenes se puede usar para procesar los datos de imágenes recopilados por el primer chip sensible a la luz. En la presente divulgación, al menos uno del sistema de procesamiento de imágenes y el primer grupo de lentes pueden tener la capacidad de hacer zoom. El primer grupo de lentes puede tener la capacidad de zoom óptico, y el sistema de procesamiento de imágenes puede tener la capacidad de zoom digital. Por supuesto, como es bien conocido, estos también pueden tener los dos tipos de capacidad de zoom.
El sistema de control puede incluir un dispositivo de procesamiento lógico que puede lograr funciones de control y circuitos periféricos del mismo. El sistema de control puede controlar varios componentes del dispositivo de visión nocturna ejecutando instrucciones. Una persona experta en la técnica sabrá cómo configurar el software y el hardware para lograr las funciones de control general deseadas por el dispositivo de visión nocturna, tal como controlar la colección de imágenes del chip sensible a la luz y la visualización de la pantalla, controlar una unidad de suministro de energía para suministrar energía al componente deseado, etc. Las unidades componentes que forman el sistema de control pueden estar dispuestas centralmente en una misma ubicación física, o dispuestas discretamente en diferentes ubicaciones del cuerpo. Todas las funciones de control pueden lograrse mediante un solo procesador, o pueden lograrse en colaboración mediante una pluralidad de procesadores.
En la presente realización, el sistema de control puede tener al menos una capacidad de control para ajustar el factor de zoom óptico o el factor de zoom digital para ajustar el rango de imágenes del chip sensible a la luz. Por supuesto, cuando se usa el zoom óptico, se desea que el primer grupo de lentes tenga la capacidad correspondiente, y cuando se usa el zoom digital, se desea que el sistema de procesamiento de imágenes tenga la capacidad correspondiente. El sistema de control también puede controlar el zoom óptico y el zoom digital al mismo tiempo para ajustar el rango de imágenes del chip sensible a la luz en un rango mayor. El rango de imágenes en el presente documento puede ser el rango de la escena correspondiente a las imágenes efectivas mostradas en la pantalla, cuyo tamaño puede representarse mediante el ángulo del campo de visión. Como es bien conocido, el ángulo del campo de visión del chip sensible a la luz puede tener una correlación negativa con la distancia focal (incluyendo la distancia focal óptica y la distancia focal digital). Cuanto mayor sea la distancia focal, menor será el ángulo del campo de visión.
La unidad de iluminación auxiliar puede incluir una fuente de luz auxiliar que puede emitir luz infrarroja y una cavidad de guía de luz que puede guiar y emitir el rayo de luz emitido por la fuente de luz auxiliar. La cavidad de guía de luz según la presente divulgación puede incluir un componente de ajuste móvil que puede usarse para ajustar el rango de irradiación de la luz emitida manual o automáticamente por el sistema de control. El rango de irradiación puede adaptarse al rango de imágenes del chip sensible a la luz. Según el análisis anterior, en diferentes factores de zoom, el chip sensible a la luz puede tener diferentes rangos de imágenes (ángulo del campo de visión). Por lo tanto, ajustando el rango de irradiación de la fuente de luz auxiliar de manera que se adapte al rango de imágenes, la energía de la fuente de luz auxiliar puede utilizarse de manera más eficaz. El rango de irradiación que se adapta al rango de imágenes en este documento puede referirse a que el rango de irradiación es el mismo o casi el mismo que el rango de formación de imágenes. Por ejemplo, en el caso de que el factor de zoom sea grande, se observa un objeto distante con un ángulo de campo de visión pequeño, y la luz emitida puede enfocarse adecuadamente de modo que el objeto distante se pueda iluminar mejor. En el modelo en el que el factor de zoom es pequeño, se observa un objeto cercano con un gran ángulo de campo de visión, y la luz emitida puede divergir adecuadamente para cubrir todo el rango de observación. Una persona experta en la técnica comprenderá que se pueden diseñar varios componentes de ajuste móviles basándose en los conocimientos existentes sobre el ajuste de la trayectoria óptica para cambiar la estructura óptica de la cavidad de guía de luz para ajustar el rango de irradiación del rayo de luz de salida. El ajuste a la estructura de la cavidad de guía de luz puede lograrse ajustando el componente de ajuste móvil manualmente, o también puede lograrse mediante el sistema de control ajustando automáticamente y sincrónicamente el componente de ajuste móvil basado en la distancia focal actual cuando realiza el control de enfoque automático o zoom.
La fuente de luz auxiliar puede ser, por ejemplo, un LED infrarrojo. La luz infrarroja emitida puede incluir luz infrarroja visible e invisible. La luz infrarroja visible en este documento puede referirse generalmente a la luz infrarroja cuya longitud de onda está en el rango de 800 nm a 920 nm. La luz infrarroja invisible del presente documento puede referirse generalmente a la luz infrarroja cuya longitud de onda es superior a 920 nm. En algunas realizaciones, la fuente de luz auxiliar también puede generar luz visible.
Para la mayoría de las aplicaciones prácticas, en el caso de que la distancia lateral (es decir, la dirección perpendicular al eje óptico) entre la unidad de iluminación auxiliar y la lente sea mucho menor que la distancia entre la unidad de iluminación auxiliar y el objeto observado, se puede considerar aproximadamente que el eje óptico de la luz emitida por la unidad de iluminación auxiliar es coherente con el del chip sensible a la luz. Por lo tanto, en una realización, la coincidencia entre el rango de irradiación de la luz y el rango de imágenes se puede lograr ajustando el ángulo de divergencia de la luz de manera que el ángulo de divergencia coincida con el ángulo del campo de visión del chip sensible a la luz en diferentes longitudes focales. La figura 3 muestra una unidad de iluminación auxiliar de acuerdo con la presente divulgación descrita en la presente realización, que puede incluir una placa de luz LED 1031 usada como fuente de luz auxiliar y una cavidad de guía de luz. La placa de luz LED puede estar provista de una pluralidad de LED infrarrojos 1032. Una pared interior de la cavidad de guía de luz puede tener reflectividad que puede lograrse formando la pared interior usando materiales reflectantes o revistiendo una película reflectante en la pared interior. La cavidad de guía de luz puede incluir una parte de recolección de luz 1033 y un tubo de guía 1034 que se comunican entre sí. La placa de luz LED puede estar encerrada en la parte de recolección de luz y emitir luz a través del tubo de guía comunicado con la parte de recolección de luz. El tubo de guía se puede utilizar como componente de ajuste móvil, y puede ser telescópico. La parte telescópica 1035 se puede ajustar manualmente. Por ejemplo, la parte telescópica puede estar equipada con una parte fija en un acoplamiento roscado, cuya longitud se puede ajustar mediante rotación manual. Como otro ejemplo, la parte telescópica puede estar protegida por dentro o fuera de la parte fija en un ajuste apretado, cuya longitud puede ajustarse tirando hacia afuera o empujando hacia adentro con la mano. La parte telescópica del tubo de guía también puede ser controlada automáticamente por el sistema de control. Preferiblemente, se puede usar un motor ultrasónico poliédrico para impulsar el tubo de guía hacia el telescopio. El motor ultrasónico poliédrico usado puede adoptar los principios y estructuras descritos en la solicitud de patente china con número de publicación CN1873455A y titulada "an integrated optical equipment focus/zoom system". El uso del motor ultrasónico para accionar el tubo de guía puede tener las ventajas de alta precisión, bajo consumo de energía y ausencia de ruido, etc. La parte fija del tubo de guía se puede utilizar como estator del motor ultrasónico. La parte telescópica del tubo de guía se puede utilizar como la máquina del motor ultrasónico o puede ser accionada por la máquina. La parte telescópica del tubo de guía puede ser telescópica mediante un movimiento en espiral o moviéndose en la dirección axial mientras está fijada en la dirección radial. El sistema de control puede controlar que el tubo de guía se alargue o retraiga controlando la dirección de rotación del motor ultrasónico. Cuando el tubo de guía se alarga, el ángulo de divergencia de la luz emitida puede reducirse y usarse para coincidir con el ángulo de campo de visión pequeño. Cuando se retrae el tubo de guía, el ángulo de divergencia de la luz emitida puede aumentarse y usarse para coincidir con el ángulo de campo de visión grande. Preferiblemente, el enfoque automático del primer grupo de lentes también puede ser accionado por un motor ultrasónico poliédrico.
La Figura 4 muestra otra unidad de iluminación auxiliar según la presente divulgación descrita en la presente realización. En comparación con las estructuras mostradas en la Figura 3, la diferencia está en que pueden proporcionarse además dos grupos de lentes de condensación. El primer grupo de lentes de condensación 1036 puede estar dispuesto en la parte telescópica del tubo de guía, y el segundo grupo de lentes de condensación 1037 puede estar dispuesto de forma fija en la trayectoria óptica antes del primer grupo de lentes de condensación. Por ejemplo, el segundo grupo de lentes de condensación puede estar dispuesto de forma fija en el lugar donde la parte de recogida de luz está conectada con el tubo de guía. Similar a las estructuras de la Figura 3, la acción telescópica del tubo de guía se puede lograr de forma manual o automática. Con la acción telescópica del tubo de guía, se producirá un cambio de posición relativa entre los dos grupos de lentes, cambiando así el grado de convergencia de la luz que sale. En comparación con las estructuras mostradas en la Figura 3, dado que se proporcionan además dos grupos de lentes, se puede aumentar la capacidad de ajustar el ángulo de salida de la luz y se puede lograr una iluminación auxiliar de alto rendimiento.
En la presente realización, la primera pantalla puede ser una LCD en blanco y negro. En otras realizaciones, la primera pantalla también puede ser una pantalla LCD en color y el primer chip sensible a la luz puede detectar además la luz visible. En este caso, el dispositivo de visión nocturna puede incluir además un filtro de infrarrojos móvil. El filtro de infrarrojos móvil se puede colocar entre el primer chip sensible a la luz y el primer grupo de lentes y se puede mover en una dirección perpendicular al eje óptico del primer grupo de lentes de modo que, en el caso de luz adecuada, el dispositivo de visión nocturna también se pueda utilizar para obtener imágenes en color con el fin de ampliar la situación aplicable. Por ejemplo, durante el día o cuando la intensidad de la luz es suficiente (lo que puede ser determinado por el sistema de control usando un componente de medición), el filtro de infrarrojos puede controlarse para que esté dispuesto entre el chip sensible a la luz y el grupo de lentes. En este caso, el dispositivo de visión nocturna está en modo de color y se pueden obtener y visualizar imágenes en color. Por la noche o cuando la intensidad de la luz no es suficiente, el filtro de infrarrojos puede controlarse para que se aleje de la trayectoria óptica del primer grupo de lentes. En este caso, el dispositivo de visión nocturna está en modo infrarrojo y se pueden obtener y visualizar imágenes en blanco y negro.
En alguna realización, el dispositivo de visión nocturna puede incluir además una unidad de almacenamiento que puede usarse para almacenar las imágenes recopiladas por el chip sensible a la luz. Por ejemplo, se pueden utilizar una memoria flash conectable, disco duro y memoria magnética, etc.
En algunas realizaciones, el dispositivo de visión nocturna puede incluir además una unidad de comunicación inalámbrica para realizar la transmisión de datos con una entidad remota mediante diversas comunicaciones inalámbricas adecuadas. Por ejemplo, pueden transmitirse las imágenes recopiladas por el chip sensible a la luz o la información relacionada con la imagen. Las comunicaciones inalámbricas pueden incluir, entre otras, 2G/GPRS/3G/4G, WiFi, Bluetooth, 2.4G, WiMax u otras comunicaciones estándares o dedicadas.
Realización 2
La Figura 5 y la Figura 6 muestran otra realización del dispositivo de visión nocturna de acuerdo con la presente divulgación. En comparación con la realización 1, la diferencia está en que se proporcionan dos conjuntos de grupo de lentes y chip sensible a la luz. La realización 1 puede considerarse como un dispositivo de visión nocturna monocular, mientras que la presente realización puede proporcionar un dispositivo de visión nocturna binocular, que puede incluir un primer chip sensible a la luz, un segundo chip sensible a la luz, un primer grupo de lentes 201, un segundo grupo de lentes 205, una primera pantalla 202, una segunda pantalla 206, una tercera pantalla 207, un sistema de procesamiento de imágenes, un sistema de control y una unidad de iluminación auxiliar 203. El primer chip sensible a la luz, el segundo chip sensible a la luz, el sistema de procesamiento de imágenes y el sistema de control pueden estar alojados en un cuerpo 204 del dispositivo de visión nocturna.
En la presente realización, el primer chip sensible a la luz, el primer grupo de lentes, la primera pantalla, el sistema de procesamiento de imágenes y la unidad de iluminación auxiliar pueden ser similares a los de la realización 1, y el segundo chip sensible a la luz, el segundo grupo de lentes y la segunda pantalla pueden ser similares al primer chip sensible a la luz, el primer grupo de lentes y la primera pantalla. La tercera pantalla puede ser una pantalla estéreo y usarse para sintetizar las imágenes recopiladas por el primer chip sensible a la luz y el segundo chip sensible a la luz en una imagen estéreo y mostrar la imagen estéreo. En la presente realización, el sistema de control puede, además de realizar las funciones descritas en la realización 1, ajustar sincrónicamente los rangos de imágenes del primer chip sensible a la luz y el segundo chip sensible a la luz y realizar las funciones de cálculo y control relacionadas con las imágenes 3D. Dado que se proporcionan pantallas 2D y 3D, el dispositivo de visión nocturna de la presente realización puede tener dos modos de uso diferentes, es decir, modo de auricular y modo portátil. En el modo de auricular, el sistema de control puede abrir la primera pantalla y la segunda pantalla y cerrar la tercera pantalla. En este caso, el dispositivo de visión nocturna puede llevarse en la cabeza del usuario (el dispositivo de visión nocturna puede tener una forma similar a una capucha). El usuario puede levantar la tercera pantalla y los ojos pueden mirar respectivamente la primera pantalla y la segunda pantalla. La visión de los ojos puede generar una imagen estéreo. En actividades de campo o bajo el agua, se puede utilizar este modo de uso. En el modo portátil, el usuario puede dejar la tercera pantalla y el sistema de control puede cerrar la primera pantalla y la segunda pantalla y abrir la tercera pantalla para mostrar las imágenes 3D directamente.
En otras realizaciones, también puede ser posible que solo se proporcionen dos pantallas 2D y se omita la pantalla estéreo. Las dos pantallas 2D pueden usarse respectivamente para mostrar las imágenes recopiladas por el primer chip sensible a la luz y el segundo chip sensible a la luz. En este caso, el dispositivo de visión nocturna también puede usarse de diferentes maneras, es decir, uso como auricular y uso portátil. En otras realizaciones, también puede ser posible que solo se proporcione una pantalla estéreo, que se utiliza para sintetizar las imágenes recopiladas por el primer chip sensible a la luz y el segundo chip sensible a la luz en una imagen estéreo y mostrar la imagen estéreo.
Para expandir el uso del dispositivo de visión nocturna, preferiblemente, el sistema de control puede tener además una función de cálculo de espacio, es decir, calcular una ubicación espacial de un punto de imagen con respecto al dispositivo de visión nocturna en base a la relación entre las imágenes recolectadas por el primer chip sensible a la luz y el segundo chip sensible a la luz. Con mayor preferencia, el dispositivo de visión nocturna puede incluir además una unidad de posicionamiento por satélite, tal como una unidad de GPS, que puede usarse para obtener la información de ubicación del propio dispositivo de visión nocturna, y el sistema de control puede usarse además para calcular la información de ubicación del punto de imagen en base a la información de ubicación del propio dispositivo de visión nocturna y la ubicación espacial del punto de imagen con respecto al dispositivo de visión nocturna. Combinando la determinación de distancia tridimensional y el posicionamiento por satélite, se puede lograr la medición remota de las coordenadas de posición del objeto observado utilizando el dispositivo de visión nocturna, lo que tiene un amplio valor de aplicación. Por ejemplo, este se puede utilizar en fotografía aérea, marcación de mapas, rescate de campo y en las fuerzas aerotransportadas, etc.
En la presente realización, el dispositivo de visión nocturna puede estar provisto de manera similar con una unidad de almacenamiento y una unidad de comunicación y otras extensiones, que no se describirán nuevamente.
Realización 3
La Figura 7 muestra otra realización del dispositivo de visión nocturna según la presente divulgación. En comparación con la realización 1, la principal diferencia es que se proporciona una lente de telescopio externa. En la presente realización, el dispositivo de visión nocturna puede incluir un primer chip sensible a la luz, un primer grupo de lentes 301, una primera pantalla (no mostrada), un sistema de procesamiento de imágenes, un sistema de control, una unidad de iluminación auxiliar 303, un manguito de conexión 308 y una lente de telescopio 309. El primer chip sensible a la luz, el sistema de procesamiento de imágenes y el sistema de control pueden estar alojados en un cuerpo 304 del dispositivo de visión nocturna.
En la presente realización, el primer chip sensible a la luz, el primer grupo de lentes, la primera pantalla, el sistema de procesamiento de imágenes, el sistema de control y la unidad de iluminación auxiliar pueden ser similares a los descritos en la realización 1. El manguito de conexión se puede formar utilizando caucho o plástico y se puede utilizar para conectar la lente de telescopio al primer grupo de lentes para aumentar el factor de zoom. El extremo del manguito de conexión protegido con la lente de telescopio puede configurarse para tener diferentes tamaños para conectar lentes de telescopio con diferentes especificaciones o propósitos diferentes al primer grupo de lentes, expandiendo así la aplicación del dispositivo de visión nocturna. La lente de telescopio utilizada puede ser de un telescopio ordinario o un telescopio astronómico o un telescopio con mira de pistola. Esta se puede utilizar para facilitar no solo el avistamiento nocturno, sino también el avistamiento diurno. En la presente realización, el primer grupo de lentes puede tener preferiblemente una capacidad de autoenfoque de alta precisión para satisfacer los requisitos de precisión de enfoque después de que la lente de telescopio esté protegida. El enfoque automático accionado por el motor ultrasónico poliédrico puede satisfacer tales requisitos.
En la presente realización, el dispositivo de visión nocturna puede incluir preferiblemente además un telémetro láser. Un conducto de emisión láser 310 del telémetro láser puede estar dispuesto en la lente de telescopio. El eje óptico del láser puede ser paralelo al eje óptico de la lente de telescopio. El telémetro láser se puede utilizar para medir la distancia entre el punto central de la imagen y el dispositivo de visión nocturna. Se puede disponer un detector láser del telémetro láser en el cuerpo del dispositivo de visión nocturna. El láser emitido desde el conducto de emisión de láser puede marcar un punto de puntería y ser detectado por el detector de láser después de ser reflejado por el objeto objetivo. El sistema de control del dispositivo de visión nocturna puede calcular la distancia entre el dispositivo de visión nocturna y el punto de mira marcado por el láser basándose en la diferencia de tiempo entre la emisión y la recepción del láser. En algunas aplicaciones, conocer la distancia del objetivo facilitará el cálculo de la trayectoria. Debe entenderse que la lente de telescopio externa y el telémetro láser del dispositivo de visión nocturna en la presente realización también se pueden usar en el dispositivo de visión nocturna en la realización 2. En consecuencia, el manguito de conexión monocular se puede reemplazar por un manguito de conexión binocular (el telémetro láser puede ser solo uno) para ampliar el factor de zoom y la distancia de visión del dispositivo de visión nocturna binocular. Además, la combinación del dispositivo de visión nocturna binocular con el telémetro láser puede facilitar la determinación de la ubicación y la distancia del punto de observación.
Los principios y las realizaciones de la presente descripción se han descrito con referencia a los ejemplos específicos anteriores. Sin embargo, debe entenderse que las realizaciones anteriores se usan solamente para facilitar la comprensión de la presente divulgación, pero no deben interpretarse como limitaciones a la misma. El dispositivo de visión nocturna de acuerdo con la presente divulgación puede configurarse con diversas formas y propósitos. Por ejemplo, este se puede utilizar como gafas de visión nocturna ordinarias, gafas de visión nocturna con mira de pistola, gafas de visión nocturna para extinción de incendios, gafas de visión nocturna para minería o gafas de visión nocturna militares, etc. Para un experto en la técnica, se pueden realizar modificaciones a las realizaciones anteriores basándose en los conceptos de la presente divulgación.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un dispositivo de visión nocturna, que comprende:
    un primer chip sensible a la luz que es al menos capaz de detectar la luz infrarroja;
    un primer grupo de lentes (101, 201, 301) que se usa para formar imágenes en el primer chip sensible a la luz;
    una primera pantalla (102, 202) que se dispone para mostrar una imagen recogida por el primer chip sensible a la luz;
    un sistema de procesamiento de imágenes que se dispone para procesar datos de imágenes recopilados por el primer chip sensible a la luz, en donde el sistema de procesamiento de imágenes tiene una capacidad de zoom digital y/o el primer grupo de lentes tiene una capacidad de zoom óptico; y
    un sistema de control que se dispone para ajustar un rango de imágenes del primer chip sensible a la luz ajustando un factor de zoom óptico del primer grupo de lentes y/o un factor de zoom digital del sistema de procesamiento de imágenes;
    en donde el dispositivo de visión nocturna comprende, además:
    una unidad de iluminación auxiliar (103, 203, 303) que comprende una fuente de luz auxiliar y una cavidad de guía de luz, en donde,
    la fuente de luz auxiliar es al menos capaz de emitir luz infrarroja, una luz emitida por la fuente de luz auxiliar se emite a través de la cavidad de guía de luz, la cavidad de guía de luz tiene un componente de ajuste móvil que se dispone para ajustar un rango de irradiación de la luz emitida manual o automáticamente por el sistema de control, y el rango de irradiación se adapta al rango de imágenes del primer chip sensible a la luz,
    caracterizado porque una pared interior de la cavidad de guía de luz tiene reflectividad, la cavidad de guía de luz comprende una cavidad de recolección de luz (1033) y un tubo de guía (1034) que están conectados entre sí, la fuente de luz auxiliar está encerrada en la cavidad de recolección de luz y se dispone para emitir la luz J Z a través del tubo de guía conectado con la cavidad de recolección de luz, y el tubo de guía se utiliza como componente de ajuste móvil y es telescópico,
    en donde cuando el tubo de guía se alarga, el ángulo de divergencia de la luz emitida se reduce, y cuando el tubo de guía se retrae, el ángulo de divergencia de la luz emitida aumenta.
  2. 2. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 1, en donde:
    el primer grupo de lentes tiene además una capacidad de enfoque automático, y el sistema de control se dispone además para ajustar automáticamente una distancia focal entre el primer grupo de lentes y el primer chip sensible a la luz en función de la distancia de un objeto a observar y un factor de zoom del primer grupo de lentes.
  3. 3. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 1, en donde:
    un primer grupo de lentes condensadores (1036) se dispone además en una parte telescópica (1035) del tubo de guía, y un segundo grupo de lentes condensadores (1037) se dispone en una trayectoria óptica antes del primer grupo de lentes condensadores.
  4. 4. El dispositivo de visión nocturna de las reivindicaciones 1 o 2 o 3, en donde:
    la acción telescópica del tubo de guía es accionada por un motor ultrasónico poliédrico.
  5. 5. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 1, que comprende además un filtro infrarrojo móvil que se dispone entre el primer chip sensible a la luz y el primer grupo de lentes y que puede moverse en una dirección perpendicular a un eje óptico del primer grupo de lentes;
    en donde el primer chip sensible a la luz es además capaz de detectar la luz visible.
  6. 6. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 1, que comprende, además:
    un segundo chip sensible a la luz que es al menos capaz de detectar la luz infrarroja; y
    un segundo grupo de lentes (205) que se dispone para formar imágenes en el segundo chip sensible a la luz;
    en donde, el sistema de control se dispone para ajustar sincrónicamente los rangos de imágenes del primer chip sensible a la luz y del segundo chip sensible a la luz; y
    la primera pantalla es una pantalla estéreo que se dispone para sintetizar imágenes recopiladas por el primer chip sensible a la luz y el segundo chip sensible a la luz en una imagen estéreo y mostrar la imagen estéreo.
  7. 7. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 1, que comprende, además:
    un segundo chip sensible a la luz que es al menos capaz de detectar la luz infrarroja; y
    un segundo grupo de lentes (205) que se dispone para formar imágenes en el segundo chip sensible a la luz;
    en donde, el sistema de control se dispone para ajustar sincrónicamente los rangos de imágenes del primer chip sensible a la luz y del segundo chip sensible a la luz;
    la primera pantalla (202) es una pantalla bidimensional, el dispositivo de visión nocturna comprende además una segunda pantalla (206), y la segunda pantalla es una pantalla bidimensional que está dispuesta para mostrar una imagen recopilada por el segundo chip sensible a la luz.
  8. 8. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 7, en donde:
    el dispositivo de visión nocturna comprende además una tercera pantalla (207), en donde la tercera pantalla es una pantalla estéreo que está dispuesta para sintetizar imágenes recopiladas por el primer chip sensible a la luz y el segundo chip sensible a la luz en una imagen estéreo y mostrar la imagen estéreo; y
    el dispositivo de visión nocturna tiene un modo de auricular y un modo portátil, en donde, en el modo de auricular, el sistema de control abre la primera pantalla y la segunda pantalla y cierra la tercera pantalla, y, en el modo portátil, el sistema de control cierra la primera pantalla y la segunda pantalla y abre la tercera pantalla.
  9. 9. El dispositivo de visión nocturna de las reivindicaciones 6 o 7 u 8, en donde:
    el sistema de control se dispone además para calcular una ubicación espacial de un punto de imagen con respecto al dispositivo de visión nocturna en base a la relación entre las imágenes recopiladas por el primer chip sensible a la luz y el segundo chip sensible a la luz.
  10. 10. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 9, que comprende además una unidad de posicionamiento por satélite que se dispone para obtener información de ubicación del propio dispositivo de visión nocturna;
    en donde el sistema de control se dispone además para calcular la información de ubicación de un punto de imagen basándose en la información de ubicación del propio dispositivo de visión nocturna y una ubicación espacial del punto de imagen con respecto al dispositivo de visión nocturna.
  11. 11. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 1, que comprende además un manguito de conexión (308) y una lente de telescopio (309), en donde el manguito de conexión conecta la lente de telescopio al grupo de lentes para aumentar el factor de zoom.
  12. 12. El dispositivo de visión nocturna de la reivindicación 11, que comprende además un telémetro láser, en donde un conducto de emisión de láser (310) del telémetro láser se dispone en la lente de telescopio, un eje óptico del láser es paralelo a un eje óptico de la lente de telescopio, y el telémetro láser se dispone para medir una distancia entre un punto central de una imagen y el dispositivo de visión nocturna.
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