CN207148422U - 一种微光夜视和长波红外夜视图像融合光学*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，包括红外夜视模组、光轴偏转模组和微光夜视模组。红外夜视模组由红外物镜和长波红外探测器组成；光轴偏转模组由OLED显示模组和显示目镜组成；微光夜视模组由微光物镜、微光像增强器和微光目镜组成。该微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***可以用于手持夜视观察镜，也可以用于头盔式夜视观察镜，其结构简单，设计合理，拆卸方便，低功耗，轻型化，高夜视成像质量，有效的提高了夜视观察镜的人机功效和使用环境，减轻了使用者携带负担，很好的解决了恶劣环境下使用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学仪器技术领域，特别涉及一种微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***。
背景技术
微光夜视仪和红外热像仪在低照度或全黑条件下能够扩展观察者的视力范围，具有“全被动”成像、隐蔽性强、夜视灵敏度高等特点在民用和军用夜视领域得到广泛应用。由于微光或红外传感器自身性能特点，在使用过程中都有一定的局限性。红外热像仪是摄取目标和背景的热辐射图像，它把被摄景物各部分细节的温差反映成图像，能在全黑的条件下发现目标。具有“全被动”、“全天候”观察隐蔽性好，作用距离远，能透过揭示迷彩伪装获取目标状态信息，能在阴雨、烟、雾、尘、霾等恶劣气象条件下探测目标；缺点是空间感较差，如目标和背景温差小容易造成图像模糊、分辨能力低、场景细节表现不足，同时无法发现玻璃和车窗等热隔离物后方的目标。微光夜视仪是利用夜间目标反射的低亮度夜天光、星月光、大气辉光等自然光，将其增强放大到几十万倍达到适于肉眼夜间进行观察、瞄准、车辆驾驶等。具有体积小、重量轻、功耗低等特点，一定照度下能反映战场环境细节，场景更符合人眼观察习惯。缺点是照度低时，目标与环境对比度较低，隐藏于景物中不易被发现，不能在阴雨、烟、雾、尘、霾等恶劣的环境下使用。上述红外和微光夜视虽然都各自有各自的特点，但单独使用还具有一定的缺憾，亟须一种综合的观测仪。
发明内容
本实用新型的目的是结合红外热像仪和微光夜视仪的优点，提供一种将微光夜视图像和长波红外夜视图像合二为一，既能看清热辐射目标，又能显示环境背景轮廓，从而在不受外界环境影响的条件下把图像清晰完整地显示的图像融合光学***。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，从前至后包括红外夜视模组、光轴偏转模组和微光夜视模组；所述的红外夜视模组由红外物镜和长波红外探测器组成；所述的光轴偏转模组由OLED显示模组和显示目镜组成；所述的微光夜视模组由从前至后的微光物镜、微光像增强器和微光目镜组成；其中，所述红外物镜为折/衍混合消热差红外物镜组，所述显示目镜采用了折反式目镜组合，所述微光物镜为一组固定排列的组合透镜，所述微光目镜也是一组固定排列的组合透镜。
所述的红外夜视模组和微光夜视模组具有相同的观察视场和相同的放大倍率。
所述的红外夜视模组和微光夜视模组的观察视场均为40°，放大倍率均为1倍。
所述红外物镜由在同一光轴上固定排列的3片透镜构成，3片透镜均采用红外光学材料制成，从前至后依次为凹凸透镜、凸凹透镜和双凸透镜，所述的凹凸透镜和凸凹透镜均凸面朝前设置。
所述显示目镜从前至后依次为平凹透镜、反射镜和凹凸透镜；其中，平凹透镜的平面和凹凸透镜的凸面朝前，其镜面相对于平凹透镜与凹凸透镜的光轴均呈45°放置，则使凹凸透镜的光轴相对于平凹透镜的光轴发生了90°偏转。
所述显示目镜的反射镜在400nm～700nm光谱范围内镀全反射膜。
所述微光物镜是由5片透镜组合而成的组合透镜；所述的5片透镜从前至后依次为第一凹凸透镜、第二凹凸透镜、第一凸凹透镜、双凸透镜和第二凸凹透镜；其中，第一凹凸透镜、第二凹凸透镜和第一凸凹透镜的凸面朝前设置，第一凸凹透镜和双凸透镜之间隔开有一距离，双凸透镜和第二凸凹透镜紧密粘合在一起组成双胶合透镜，双胶合透镜凹面采用了高阶偶次非球面面型。
所述微光目镜是由4片透镜组合而成组合透镜，所述的4片透镜从前至后依次为第一双凹透镜、凹凸透镜、双凸透镜和第二双凹透镜；其中，凹凸透镜的凹面朝前设置，第一双凹透镜、凹凸透镜和双凸透镜之间均隔开有一距离，双凸透镜和第二双凹透镜紧密粘合在一起组成双胶合透镜。
所述微光目镜的组合透镜与所述微光物镜的组合透镜及所述显示目镜的凹凸透镜设置在同一光轴上。
采用上述技术方案的有益效果：
本实用新型用以解决微光夜视仪和长波红外热像仪单独使用时的不足，该微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***将微光夜视图像和长波红外夜视图像合二为一，长波红外夜视模块通过一个3片式折衍混合消热差红外物镜把外界目标物图像信息聚焦到红外探测器焦平面上通过OLED显示模组和折反式显示目镜显示输出，让显示目镜端输出光轴和微光夜视模块微光物镜光轴重合，显示目镜端输出图像信息通过微光物镜聚焦到像增强的光阴极面上和外界目标物通过3组5片式微光物镜聚焦到像增强器的光阴极面上的图像信息进行光学融合，融合后的图像信号通过像增强器放大在荧光屏上实时显示，并通过组4片式微光目镜输出到人眼进行实时观察。与现有技术相比，该微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***将微光夜视图像和长波红外夜视图像合二为一，用以解决微光夜视仪和长波红外热像仪单独使用时的不足，提高了恶劣复杂环境下的人机功效。本实用新型结构简单，设计合理，拆卸方便，低功耗，轻型化，高夜视成像质量，有效的提高了夜视观察镜的人机功效和使用环境，减轻了使用者携带负担，很好的解决了恶劣环境下使用需求。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图中标记：红外物镜1、长波红外探测器2、OLED显示模组3、显示目镜4、微光物镜5、微光像增强器6、微光目镜7。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，从前至后包括红外夜视模组、光轴偏转模组和微光夜视模组。红外夜视模组和微光夜视模组具有相同的观察视场(40°)和相同的放大倍率(1倍)。所述的红外夜视模组由红外物镜1和长波红外探测器2组成。所述的光轴偏转模组由OLED显示模组(有机发光二极管显示模组)3和显示目镜4组成。所述的微光夜视模组由从前至后的微光物镜5、微光像增强器6和微光目镜7组成。
所述红外物镜1为折/衍混合消热差红外物镜组，由在同一光轴上固定排列的3片透镜构成，3片透镜均采用红外光学材料制成，从前至后依次为凹凸透镜、凸凹透镜和双凸透镜，所述的凹凸透镜和凸凹透镜均凸面朝前设置。
所述显示目镜4采用了折反式目镜组合，从前至后依次为平凹透镜、反射镜和凹凸透镜；其中平凹透镜的平面和凹凸透镜的凸面朝前，反射镜在400nm～700nm光谱范围内镀全反射膜，其镜面相对于平凹透镜与凹凸透镜的光轴均呈45°放置，则使凹凸透镜的光轴相对于平凹透镜的光轴发生了90°偏转。
所述微光物镜5为一组固定排列的组合透镜，是由5片透镜组合而成。该组合透镜与所述显示目镜4的凹凸透镜设置在同一光轴上。所述的5片透镜从前至后依次为第一凹凸透镜、第二凹凸透镜、第一凸凹透镜、双凸透镜和第二凸凹透镜。其中，第一凹凸透镜、第二凹凸透镜和第一凸凹透镜的凸面朝前设置，第一凸凹透镜和双凸透镜之间隔开有一距离，双凸透镜和第二凸凹透镜紧密粘合在一起组成双胶合透镜，双胶合透镜凹面采用了高阶偶次非球面面型。
所述微光目镜7也是一组固定排列的组合透镜，是由4片透镜组合而成，该微光目镜7的组合透镜与所述微光物镜5的组合透镜设置在同一光轴上，所述的4片透镜从前至后依次为第一双凹透镜、凹凸透镜、双凸透镜和第二双凹透镜；其中，凹凸透镜的凹面朝前设置，第一双凹透镜、凹凸透镜和双凸透镜之间均隔开有一距离，双凸透镜和第二双凹透镜紧密粘合在一起组成双胶合透镜。
这样，所述微光目镜7的组合透镜与所述微光物镜5的组合透镜及所述显示目镜4的凹凸透镜都设置在同一光轴上。
该微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***可以用于手持夜视观察镜，也可以用于头盔式夜视观察镜。
进行夜间观测时，让长波红外夜视模块红外物镜1把外界目标物图像信息聚焦到长波红外探测器2上通过OLED显示模组3和显示目镜4显示输出，显示目镜4输出端光轴和微光物镜5的光轴重合，显示目镜4输出图像信息通过微光物镜5聚焦到微光像增强器6的光阴极面上和外界目标物通过微光物镜5聚焦到微光像增强器6的光阴极面上的图像信息进行光学融合，融合后的图像信号通过微光目镜7输出到人眼进行实时观察，同时可放大在荧光屏上实时显示，实现了微光夜视图像和长波红外夜视图像合二为一，既能看清热辐射目标，又能显示环境背景轮廓。
Claims (9)
1.一种微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，从前至后包括红外夜视模组、光轴偏转模组和微光夜视模组；其特征在于：所述的红外夜视模组由红外物镜(1)和长波红外探测器(2)组成；所述的光轴偏转模组由OLED显示模组(3)和显示目镜(4)组成；所述的微光夜视模组由从前至后的微光物镜(5)、微光像增强器(6)和微光目镜(7)组成；其中，所述红外物镜(1)为折/衍混合消热差红外物镜组，所述显示目镜(4)采用了折反式目镜组合，所述微光物镜(5)为一组固定排列的组合透镜，所述微光目镜(7)也是一组固定排列的组合透镜。
2.根据权利要求1所述的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，其特征在于：所述的红外夜视模组和微光夜视模组具有相同的观察视场和相同的放大倍率。
3.根据权利要求2所述的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，其特征在于：所述的红外夜视模组和微光夜视模组的观察视场均为40°，放大倍率均为1倍。
4.根据权利要求1所述的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，其特征在于：所述红外物镜(1)由在同一光轴上固定排列的3片透镜构成，3片透镜均采用红外光学材料制成，从前至后依次为凹凸透镜、凸凹透镜和双凸透镜，所述的凹凸透镜和凸凹透镜均凸面朝前设置。
5.根据权利要求1所述的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，其特征在于：所述显示目镜(4)从前至后依次为平凹透镜、反射镜和凹凸透镜；其中，平凹透镜的平面和凹凸透镜的凸面朝前，反射镜镜面相对于平凹透镜与凹凸透镜的光轴均呈45°放置，则使凹凸透镜的光轴相对于平凹透镜的光轴发生了90°偏转。
6.根据权利要求5所述的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，其特征在于：所述显示目镜(4)的反射镜在400nm～700nm光谱范围内镀全反射膜。
7.根据权利要求1所述的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，其特征在于：所述微光物镜(5)是由5片透镜组合而成的组合透镜；所述的5片透镜从前至后依次为第一凹凸透镜、第二凹凸透镜、第一凸凹透镜、双凸透镜和第二凸凹透镜；其中，第一凹凸透镜、第二凹凸透镜和第一凸凹透镜的凸面朝前设置，第一凸凹透镜和双凸透镜之间隔开有一距离，双凸透镜和第二凸凹透镜紧密粘合在一起组成双胶合透镜，双胶合透镜凹面采用了高阶偶次非球面面型。
8.根据权利要求1所述的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，其特征在于：所述微光目镜(7)是由4片透镜组合而成组合透镜，所述的4片透镜从前至后依次为第一双凹透镜、凹凸透镜、双凸透镜和第二双凹透镜；其中，凹凸透镜的凹面朝前设置，第一双凹透镜、凹凸透镜和双凸透镜之间均隔开有一距离，双凸透镜和第二双凹透镜紧密粘合在一起组成双胶合透镜。
9.根据权利要求5所述的微光夜视和长波红外夜视图像融合光学***，其特征在于：所述微光目镜(7)的组合透镜与所述微光物镜(5)的组合透镜及所述显示目镜(4)的凹凸透镜设置在同一光轴上。
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|---|---|---|---|---|
| CN111947515A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-17 | 湖南华南光电(集团)有限责任公司 | 一种融合型共孔径昼夜通用瞄准镜 |
| CN113194230A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-07-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种用于昼夜观察的长焦距微光和红外融合观察*** |
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