大口径高增益像增强器及其微光车载夜视系统技术方案

技术编号:44232401 阅读:1 留言:0更新日期:2025-02-11 13:35
本申请公开了一种大口径高增益像增强器及其微光车载夜视系统,包括:高性能超二代像管、一代像管、放大光锥、高压电源;高性能超二代像管的阴极输入窗端面伸出壳体的端面外设置,高性能超二代像管的另一端与一代像管一端耦合;一代像管的另一端与放大光锥的小端面耦合;放大光锥的大端面伸出壳体另一端面设置。通过实际应用验证该装置与二代倒像式像增强器相比,灵敏度达到850μA/lm(二代倒像式25mm像增强器为240μA/lm),分辨力达到45lp/mm(二代倒像式25mm像增强器为28 lp/mm),最大亮度增益达到30000~50000cd/m<supgt;2</supgt;/lx(二代倒像式25mm像增强器最大亮度增益为9500~22300cd/m<supgt;2</supgt;/lx)。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及增强器,特别是一种大口径高增益像增强器及其微光车载夜视系统


技术介绍

1、微光像增强器属于电真空成像器件,可用来对紫外光、可见光、近红外光、x射线和γ射线照射下的景物进行探测、增强和成像。采集的微弱光(如夜天光)照射下的景物通过光电阴极的光-电转换、电子倍增器增强和荧光屏电-光转换,显示为增强处理后的可见光图像。

2、微光像增强器是一种多波段、多功能光电子器件,对于微光夜视应用来说,利用其将景物所处环境中的月光、星光、天空气体辉光等微弱的夜天光放大为人眼可见的、明亮的图像。从工作波段来看,微光像增强器主要工作波段为可见光和近红外波段之间。

3、大口径像增强器是像增强器发展的方向之一,大口径像增强器能最大限度的收集目标辐射能量,捕捉更多的目标信息,提供更舒适的观察体验,除应用在医疗、核物理技术、机场安检、工业探伤等方向外,在坦克、装甲车的观察系统和火控系统也有大范围装备。

4、各种车载夜视系统配备大口径高增益像增强器后,能大幅度提高夜视系统的综合视距和探测范围,从而有效扩大观察员视野、提高观察效率,并能在无月星光(5×10-3lx照度以下)的环境中,实现人眼对目标真实清晰的识别,满足驾驶员对各种路况的实时判断、分析需要,夜间驾驶效果基本等同白天驾驶效果。满足“微光夜视仪必须具有更远的综合视距、更清晰的分辨能力、更大的观察视场,实现高机动条件下驾驶员更早发现更多目标、更清晰识别目标,显著提升不同战地环境下夜视能力”的要求。

5、目前,国内最大口径像增强器为有效输出直径为40mm的像增强器,其长度为70mm;放大倍率最大为二代倒像式像增强器,放大倍率为1.5倍,有效输出直径为30mm,长度为81.6mm。

6、国外近年来主要致力于向更高性能和更小尺寸方向发展,对大尺寸像增强器的相关研究减少。

7、采用高性能超二代像管、一代像管和放大光锥研制大口径高增益像增强器的方式未见报道,国内外也未见相关产品。

8、cn201120247921.x中公开了一种高增益的微光像增强器,该结构通过两只独立且完全相同的二代微光像增强器组合而成,因耦合的二代微光像增强器均带有微通道板,能显著提升亮度增益,但对像增强器的其他性能指标提升空间有限,而且因亮度增益过高(大于106cd/m2/lx)导致像增强器噪声点同样放大,观测效果不太好。

9、cn200920111346.3中公开了一种通过光锥放大的像增强器,该结构为单级微光像增强器(管)和光锥组合而成,其主要在于实现图像的放大,放大倍率为1.5~2,由于光锥为无增益元件,耦合后像增强器增益、分辨力略有下降。

10、cn202223585961.2中公开了一种基于三代像管的小型化数字微光相机包括:设置在相机壳体内且光路连接的三代像管、环形自动增益高压电源、耦合光锥、cmos传感器和显示装置。实现低照度环境及照度变化场景的目标获取问题,并实现结构紧 凑、整机重量轻,但采用三代像管会增高器件成本。

11、公开于
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本申请提供了一种大口径高增益像增强器及其微光车载夜视系统,该大口径高增益像增强器采用高性能超二代像管、一代像管和放大光锥结合,解决现有二代倒像式像增强器灵敏度低、亮度增益偏低,配装相关夜视仪后存在视距短,观察效果不好的问题。

2、本申请提供了一种大口径高增益像增强器,包括:高性能超二代像管、一代像管、放大光锥、高压电源;

3、高性能超二代像管的阴极输入窗端面伸出壳体的端面外设置,高性能超二代像管的另一端与一代像管一端耦合;一代像管的另一端与放大光锥的小端面耦合;放大光锥的大端面伸出壳体另一端面设置;

4、高性能超二代像管的阴极输入窗端面为物相端,高性能超二代像管的阴极输入窗端面上设置物镜,并与物镜光学连接;

5、放大光锥的小端面上设置目镜,目镜外为像端;

6、高压电源设置于壳体内并分别与高性能超二代像管、一代像管、放大光锥供电连接。

7、优选地,高性能超二代像管的阴极输入窗、阳极输出窗均为光纤面板;光纤面板单根丝径为4μm~10μm;

8、优选地,高性能超二代像管的单管分辨力不小于68lp/mm,白光灵敏度不小于800μa/lm,高性能超二代像管输出亮度不均匀性在白光条件下小于2:1。

9、优选地,一代像管的阴极输入窗、阳极输出窗均为光纤面板;光纤面板单根丝径为4μm~10μm;

10、优选地,一代像管的单管绿光增益大于45cd/m2/lx,分辨力大于83lp/mm,光学冷加工后长度l2为60.6±0.2mm。

11、优选地,放大光锥放大倍率2~3倍,小端面为平面,大端为球面。

12、优选地,壳体包括:塑料外壳和金属外壳;塑料外壳和金属外壳螺纹连接;高性能超二代像管、一代像管容纳设置于塑料外壳中;放大光锥容纳设置于金属外壳的后端内。

13、优选地,高性能超二代像管阴极输入窗端面伸出塑料外壳端面1~2mm。

14、优选地,放大光锥的后端伸出金属外壳背端面6~7mm。

15、优选地,包括:金属套圈;金属套圈套设于金属外壳后端外壁上的台阶面上。

16、优选地,包括:硅橡胶;硅橡胶填充设置于高性能超二代像管、一代像管与塑料外壳的间隙中。

17、本申请的一种微光车载夜视系统,包括:如上述的大口径高增益像增强器;大口径高增益像增强器安装于微光夜视载具中。

18、优选地,包括:增益电路;增益电路设置于微光车载夜视系统上,并与大口径高增益像增强器上的高压电源电连接;

19、优选地,大口径高增益像增强器外壳上设置第一触钉、第二触钉、第三触钉、第四触钉;第一触钉、第二触钉、第三触钉、第四触钉分别与高压电源电连接;

20、增益电路包括:电源、滑动电阻、固定电阻、开关;

21、电源与第一触电连接的电路上设置开关;第二触钉、第三触钉、分别与滑动电阻并联;滑动电阻与固定电阻串联;固定电阻与第四触钉并联。

22、本申请能产生的有益效果包括:

23、1)本申请所提供的大口径高增益像增强器,该增强器可配装微光车载夜视系统,提高整机综合视距和探测范围,扩大观察员视野,改善使用人员的观察效率。

24、2)本申请所提供的大口径高增益像增强器,通过实际应用验证该装置与二代倒像式像增强器相比,灵敏度达到850μa/lm(二代倒像式25mm像增强器为240μa/lm),分辨力达到45lp/mm(二代倒像式25mm像增强器为28 lp/mm),最大亮度增益达到30000~50000cd/m2/lx(二代倒像式25mm像增强器最大亮度增益为9500~22300cd/m2/lx)。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大口径高增益像增强器,其特征在于,包括:高性能超二代像管、一代像管、放大光锥、高压电源;

2.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,高性能超二代像管的阴极输入窗、阳极输出窗均为光纤面板;光纤面板单根丝径为4μm~10μm。

3.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,高性能超二代像管的单管分辨力不小于68lp/mm,白光灵敏度不小于800μA/lm,高性能超二代像管输出亮度不均匀性在白光条件下小于2:1。

4.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,一代像管的阴极输入窗、阳极输出窗均为光纤面板;光纤面板单根丝径为4μm~10μm。

5.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,一代像管的单管绿光增益大于45cd/m2/lx,分辨力大于83lp/mm,光学冷加工后长度L2为60.6±0.2mm;

6.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,壳体包括:塑料外壳和金属外壳;塑料外壳和金属外壳螺纹连接;高性能超二代像管、一代像管容纳设置于塑料外壳中;放大光锥容纳设置于金属外壳的后端内。

7.根据权利要求6所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,高性能超二代像管阴极输入窗端面伸出塑料外壳端面1~2mm。

8.根据权利要求6所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,放大光锥的后端伸出金属外壳背端面6~7mm。

9.根据权利要求6所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,包括:金属套圈;金属套圈套设于金属外壳后端外壁上的台阶面上。

10.根据权利要求6所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,包括:硅橡胶;硅橡胶填充设置于高性能超二代像管、一代像管与塑料外壳的间隙中。

11.一种微光车载夜视系统,其特征在于,包括:如权利要求1~10中任一项所述的大口径高增益像增强器;大口径高增益像增强器安装于微光车载夜视系统中。

12.根据权利要求11所述的微光车载夜视系统,其特征在于,包括:增益电路;增益电路设置于微光车载夜视系统上,并与大口径高增益像增强器上的高压电源电连接。

13.根据权利要求11所述的微光车载夜视系统,其特征在于,大口径高增益像增强器外壳上设置第一触钉、第二触钉、第三触钉、第四触钉;第一触钉、第二触钉、第三触钉、第四触钉分别与高压电源电连接;

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【技术特征摘要】

1.一种大口径高增益像增强器,其特征在于,包括:高性能超二代像管、一代像管、放大光锥、高压电源;

2.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,高性能超二代像管的阴极输入窗、阳极输出窗均为光纤面板;光纤面板单根丝径为4μm~10μm。

3.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,高性能超二代像管的单管分辨力不小于68lp/mm,白光灵敏度不小于800μa/lm,高性能超二代像管输出亮度不均匀性在白光条件下小于2:1。

4.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,一代像管的阴极输入窗、阳极输出窗均为光纤面板;光纤面板单根丝径为4μm~10μm。

5.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,一代像管的单管绿光增益大于45cd/m2/lx,分辨力大于83lp/mm,光学冷加工后长度l2为60.6±0.2mm;

6.根据权利要求1所述的大口径高增益像增强器,其特征在于,壳体包括:塑料外壳和金属外壳;塑料外壳和金属外壳螺纹连接;高性能超二代像管、一代像管容纳设置于塑料外壳中;放大光锥容纳设置于金属外壳的后端内。

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【专利技术属性】
技术研发人员:邓华兵杨文波邓长宝杜木林张昆林邱永生汪建良高兵详李晓君马怀超李家保刘峰阁龙金燕
申请(专利权)人:北方夜视技术股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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