单管微光夜视仪结构设计
- 格式：doc
- 大小：216.00 KB
- 文档页数：9
下载文档原格式
合集下载
微光夜视仪介绍(含样品)
微光夜视仪是在夜间或极低照度下，将微弱的光线通过大相对孔径的光学镜头和高增益的微光像增强器转变成人眼可清晰观察的图像，从而实现夜间观察的一种军民两用高科技仪器。
像增强器是微光夜视仪的核心器件，超二代（２＋）、三代像增强器是目前国际上夜视技术领域的最新成果。
与红外热像仪等其他夜视设备相比，微光夜视仪具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低等优点，是目前各国军民两用夜视设备中应用最多最普遍的品种。
微光夜视产品品种繁多，目前国际上一般按用途分为观察仪、瞄准具、驾驶仪、夜视眼镜、微光电视等几大类。
在军事领域和民间的夜间侦察、识别、跟踪等方面有着广泛的应用。
微光夜视技术是二战后兴起的高新技术，其关键器件微光像增强器一直被发达国家作为核心机密封锁。
受条件限制，我国微光夜视产品自主研发起步较晚，进展缓慢，直到上世纪８０年代，原五机部云南光学仪器厂（中国兵器工业集团云南北方光电仪器有限公司）引进的中国第一条微光像增强器生产线建设成功，我国微光夜视事业发展才真正拉开帷幕。
经过近２０年的迅猛发展，微光像增强器从一代、二代发展到超二代，微光夜视器材也实现了系列化、通用化。
中国兵器工业集团云南北方光电仪器公司研制生产的ＷＹＪ二代微光眼镜就是其中一颗璀璨的明珠。
ＷＹＪ二代微光眼镜方案先进、设计成熟，主要用作夜间观察、夜间驾驶、夜间维修和在自带红外光源辅助下进行阅读；与红外瞄准指示器配合，用作单兵轻武器夜间射击瞄准。
产品由观察镜主体、面罩和外接电池盒组成，观察镜主体是主要工作部分，面罩用于观察镜主体与人体面部的固定，外接电池盒用作备用电源。
观察镜主体由目镜组、辅助光源、开关手轮、物镜组、物镜护盖、像增强器和电池盒组成。
该产品既吸收了国外同类产品的优点，又结合我国具体情况进行了大胆的改进，采用了很多先进的设计思路和成熟经验，具有结构紧凑、布局合理、体积小、重量轻、维修性好、环境适应性强，具备较好的抗强光能力等特点。
由于只用了一个物镜和一个像增强器，较大地降低了全寿命成本。
一种新颖的头盔式微光夜视系统设计
一种新颖的头盔式微光夜视系统设计头盔式微光夜视系统是一种新型的夜视设备，它具有轻便、方便使用、视野广阔等特点，适用于军事、安防、野外探险等领域。
本文将介绍一种新颖的头盔式微光夜视系统设计，包括系统结构、工作原理、关键技术等内容。
一、系统结构头盔式微光夜视系统由主机、头盔、显示器、电源等部分组成。
主机是整个系统的核心部件，包括图像增强器、光电转换器、调焦装置等。
头盔是用来固定主机的部件，可以根据使用者的头部尺寸进行调节，以保证佩戴舒适。
显示器是用来显示夜视图像的部件，可以是眼罩式、折叠式或者固定式的设计。
电源则是为整个系统提供电能的部件，可以是可充电电池或者外接电源。
二、工作原理头盔式微光夜视系统主要利用光电转换器将微弱的光信号转换成可见光信号，然后通过图像增强器对信号进行处理，最终显示在显示器上。
在夜晚或者光线不足的环境下，系统可以实现对周围环境的实时观察和监测，提高使用者的夜间活动效率和安全性。
具体的工作原理包括以下几个步骤：光电转换器会将微弱的光信号转换成电信号，然后通过图像增强器对信号进行放大和增强处理，提高图像的亮度和对比度。
处理后的图像会通过连接的显示器展示给使用者，使其能够清晰地看到周围的环境。
三、关键技术1. 光电转换技术：光电转换器是整个系统的核心部件，其性能直接影响到夜视系统的观测效果。
目前市面上常见的光电转换器技术包括光电倍增管、光电二级管等，其分辨率、灵敏度、动态范围等指标是衡量其性能的标准。
2. 图像增强技术：图像增强器是用来对转换后的电信号进行处理的部件，通过增加亮度和对比度来提高图像的清晰度。
常见的图像增强技术包括光阑调节、电子滤波、数字处理等，其效果受到电路设计和算法优化的影响。
3. 头盔设计技术：头盔是用来固定主机的部件，其设计应该考虑到佩戴舒适、稳固性、防水防尘等因素。
常见的头盔设计技术包括材料选择、结构设计、调节装置等，其目的是保证使用者长时间佩戴时的舒适感和稳定性。
一种新颖的头盔式微光夜视系统设计
一种新颖的头盔式微光夜视系统设计
随着科技的不断发展，夜视技术也越来越成熟和普及。
在许多领域，夜视技术已经成
为工作中必不可少的工具之一。
然而，在特殊任务中，简单的手持式夜视镜可能无法满足
需求。
因此，头盔式夜视系统应运而生。
本篇文章介绍一种新颖的头盔式微光夜视系统设计。
该系统采用先进的成像技术和人
工智能算法，可满足更高要求的任务需求。
一、设计方案
该微光夜视系统采用头盔式设计，主要包括以下三个部分：
1. 显示器
该系统采用高清OLED显示器，分辨率为1080P，可在黑暗环境下显示清晰的实时图像。
同时，该显示器采用低亮度设置，减少亮度对周围环境的影响。
2. 成像部分
该系统采用先进的CCD成像技术，具有高感度、低噪声和高分辨率的特点。
同时，系
统中还加入了红外照明灯，可增强成像效果。
在弱光情况下，系统还可以自动切换成黑白
模式，提高成像效果。
3. 人工智能算法
该系统采用深度学习算法，能够自动识别和跟踪目标。
同时，系统还具有自动对焦、
自动曝光和自动调节对比度等功能，可在不同光照环境下保证清晰的成像效果。
二、系统特点
3. 自动识别目标
4. 轻便舒适
该系统采用头盔式设计，具有轻便舒适的特点。
用户只需戴上头盔，即可进行工作，
避免了手持式夜视镜疲劳的问题。
5. 多用途
该系统可以用于警戒、侦察、搜捕、搜救、消防等众多领域。
具有广泛的应用前景。
三、总结。
便携式微光夜视仪分辨力测试系统设计方法
便携式微光夜视仪分辨力测试系统设计方法
解琪;赵俊成;董再天;李宏光;马世帮;孙宇楠;蒲培培
【期刊名称】《应用光学》
【年(卷),期】2022(43)6
【摘要】微光夜视仪是信息化战争夜战中必备的一种仪器,广泛应用于夜视单兵侦察、枪瞄、车载、机载等作战领域。
分辨力是衡量微光夜视仪探测能力的重要参数,是反映其综合性能的关键指标之一。
为了解决现场使用、保养和维修等全寿命周期的各个环节中微光夜视仪的性能保障难题,研制了便携式微光夜视仪分辨力测试系统,主要组成部分包括光源组件、供电电池、靶标转轮、成像物镜、照度计、电池电压测量反馈模块、适配器和触摸显示屏等,实现了对微光夜视仪分辨力的测试,可在现场替代实验室测试系统,弥补其体积大、不便携带等缺陷。
【总页数】6页(P1124-1129)
【作者】解琪;赵俊成;董再天;李宏光;马世帮;孙宇楠;蒲培培
【作者单位】西安应用光学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN223
【相关文献】
1.医用磁共振模体空间分辨力测试模块校准方法研究
2.分辨力板光谱特性对微光夜视仪器分辨力测试的影响
3.全向多粒度的激光探测分辨力测试与评估方法
4.微光和红外融合装备分辨力测试方法研究
5.毫米波雷达角度分辨力测试方法研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微光成像仪的设计
受中国乐凯集团第二胶片厂委托，本文针对胶片生产过程中的重要环节之一 ——胶片涂布工序，通过利用微光夜视技术和光学成像系统的理论与技术，研制 了一套微光成像仪器。该仪器可协助操作人员高效方便地实现对胶片上微小杂质 的在线观察，具有分辨率高、工作距离大、观察视场较大的优点。该仪器已在中 国乐凯集团第二胶片厂的生产现场进行了实验验证，完全可以满足对胶片的在线 观察要求。
第一章绪论
（３）胶片在制造过程中，中问层粘合不好，造成胶片内部存在气泡： （４）生产工艺条件不佳，片基保管不好局部变形，涂饰后乳剂不均，产生沉 积现象形成黑斑； （５）胶片片基质量不佳，干燥时温度突变，或涂布过程中喷嘴退嘴，会产生 乳荆层的脱落，俗称“脱涂”： （６）乳剂峰膜不良或高温加工时峰膜不足，产生乳剂熔化，表现为画面中有 乳剂流动现象，称作“熔流”； （７）在加工过程中，由于各种原因，在片基或乳剂上造成各种不同形态的划 伤； （８）在乳剂涂布后的干燥工序中，出于温度过商，乳剂收缩不均，产生龟裂。
同时，国外的弊病检测设备主要用于在连续生产线上对产品表面进行检测， 功能较完善，技术也较成熟，但价格十分昂贵。并且，国外知名的胶片厂商，通 过采用表面检测技术在胶片生产的前几道工序就有效地发现并剔除了弊病，因此 不需要在胶片生产的最后阶段（整理工序）设置弊病检测环节。而对于国产胶片 的生产线，即使在前几道工序上安装了国外先进的检测设备，也会由于国内胶片 片基本身的缺陷、生产工艺水平和生产设备的限制，得出错误的检测结果。正因 为这样，只能在整理车间进行弊病的检测与剔除。值得一提的是，国内胶片生产 厂商（如中国乐凯）对涂布工序的胶片观测做过一定的尝试：一种方法是由操作 人员佩戴微光夜视仪观测乳剂涂布中的胶片，找出弊病产生源并当场剔除之；另 一种方法（也是目前中国乐凯第二胶片厂使用的方法）是借助安全手电筒的侧向 照明进行人３－目视观测。但是这两种方法观测效果都不甚理想。
第一章绪论
（３）胶片在制造过程中，中问层粘合不好，造成胶片内部存在气泡： （４）生产工艺条件不佳，片基保管不好局部变形，涂饰后乳剂不均，产生沉 积现象形成黑斑； （５）胶片片基质量不佳，干燥时温度突变，或涂布过程中喷嘴退嘴，会产生 乳荆层的脱落，俗称“脱涂”： （６）乳剂峰膜不良或高温加工时峰膜不足，产生乳剂熔化，表现为画面中有 乳剂流动现象，称作“熔流”； （７）在加工过程中，由于各种原因，在片基或乳剂上造成各种不同形态的划 伤； （８）在乳剂涂布后的干燥工序中，出于温度过商，乳剂收缩不均，产生龟裂。
同时，国外的弊病检测设备主要用于在连续生产线上对产品表面进行检测， 功能较完善，技术也较成熟，但价格十分昂贵。并且，国外知名的胶片厂商，通 过采用表面检测技术在胶片生产的前几道工序就有效地发现并剔除了弊病，因此 不需要在胶片生产的最后阶段（整理工序）设置弊病检测环节。而对于国产胶片 的生产线，即使在前几道工序上安装了国外先进的检测设备，也会由于国内胶片 片基本身的缺陷、生产工艺水平和生产设备的限制，得出错误的检测结果。正因 为这样，只能在整理车间进行弊病的检测与剔除。值得一提的是，国内胶片生产 厂商（如中国乐凯）对涂布工序的胶片观测做过一定的尝试：一种方法是由操作 人员佩戴微光夜视仪观测乳剂涂布中的胶片，找出弊病产生源并当场剔除之；另 一种方法（也是目前中国乐凯第二胶片厂使用的方法）是借助安全手电筒的侧向 照明进行人３－目视观测。但是这两种方法观测效果都不甚理想。
微光夜视光学设计技术
微光夜视光学设计技术在黑暗的环境中，我们的肉眼往往难以看清周围的事物。
然而，微光夜视技术的出现改变了这一局面，让我们能够在微弱的光线条件下洞察周围的世界。
而微光夜视光学设计技术，则是实现这一神奇能力的关键。
微光夜视技术的原理其实并不复杂。
它主要是依靠对环境中极其微弱的光线进行收集、增强和处理，然后将处理后的图像呈现给我们的眼睛。
而在这个过程中，光学设计起到了至关重要的作用。
首先，让我们来谈谈光线的收集。
为了有效地收集微弱的光线，微光夜视光学系统通常采用大口径的物镜。
就好像我们用一个大盆去接雨水，盆越大，接到的雨水就越多。
同理，物镜的口径越大，能够收集到的光线也就越多。
但是，仅仅有大口径还不够，还需要考虑物镜的材质和镀膜。
高质量的光学玻璃和先进的镀膜技术可以减少光线的反射和散射，从而提高光线的透过率，让更多的光线能够进入系统。
接下来是光线的增强环节。
这就像是给微弱的火苗添加燃料，让它变得更亮。
在微光夜视系统中，常用的增强器件是像增强器。
像增强器能够将输入的微弱光信号放大成千上万倍，从而使我们能够看到原本不可见的物体。
而光学设计需要确保光线能够准确无误地进入像增强器，并在其中得到有效的增强。
这就需要对光路进行精确的计算和设计，以保证光线的传播路径和角度都是最优的。
在光线处理方面，光学设计也扮演着重要的角色。
经过像增强器增强后的光线，需要通过一系列的光学元件进行整形、滤波和聚焦，以获得清晰、锐利的图像。
这就好比我们用相机拍照，需要调整焦距、光圈等参数来获得清晰的照片。
在微光夜视系统中，同样需要对这些参数进行精心的调整和优化，以消除图像的畸变、色差等问题，提高图像的质量。
为了实现良好的微光夜视效果，光学系统的结构设计也需要精心考虑。
常见的结构有折射式、反射式和折反射式。
折射式系统结构简单，但在处理色差方面存在一定的挑战；反射式系统没有色差问题，但结构相对复杂；折反射式系统则结合了两者的优点，在性能和结构复杂度之间取得了较好的平衡。
微光夜视光学设计技术
微光夜视光学设计技术在现代科技的璀璨星空中，微光夜视光学设计技术无疑是一颗耀眼的明星。
这项技术如同为我们在黑暗中打开了一双“慧眼”，让我们能够在微弱的光线下看清周围的世界。
那么，究竟什么是微光夜视光学设计技术呢？它又是如何工作的呢？让我们一同来揭开它神秘的面纱。
微光夜视光学设计技术，简单来说，就是一种能够让我们在光线极其微弱的环境中看清物体的技术。
它的核心在于对光线的收集、增强和处理，从而使原本几乎不可见的景象变得清晰可辨。
要理解微光夜视光学设计技术，首先得从光的特性说起。
光，既是一种电磁波，也是一种粒子流。
在微光环境下，光线的强度非常低，这就给我们的观测带来了极大的困难。
然而，通过巧妙的光学设计，我们可以最大限度地收集这些微弱的光线。
在光学系统中，透镜和反射镜是两个关键的组件。
透镜可以将光线折射并聚焦，而反射镜则可以通过反射来改变光线的传播方向。
通过合理地组合和优化这些组件，我们能够有效地收集来自不同方向的光线，并将其汇聚到一个特定的位置，从而增加光线的强度。
但仅仅收集光线还不够，还需要对其进行增强。
这就涉及到了一些特殊的材料和器件。
例如，像增强器就是微光夜视技术中常用的一种设备。
它能够将微弱的光信号转化为电子信号，并通过一系列的放大和处理过程，将其增强到足以被我们的眼睛或其他探测器所感知的程度。
除了硬件方面的设计，软件算法在微光夜视光学设计中也起着至关重要的作用。
通过对图像的处理和优化，我们可以去除噪声、增强对比度、提高清晰度，从而让我们看到更加真实和清晰的画面。
在实际应用中，微光夜视光学设计技术有着广泛的用途。
军事领域无疑是其最重要的应用场景之一。
在夜间作战、侦察、监视等任务中，微光夜视仪能够帮助士兵在黑暗中看清敌人的位置和行动，为作战决策提供关键的信息。
在安防领域，微光夜视技术也发挥着重要的作用。
无论是监控夜间的街道、小区，还是保护重要的设施和场所，它都能够提供可靠的保障，让犯罪分子无处遁形。
一种微光夜视仪智能开关系统的设计
的 目的 ，而 接 近传 感 器 则 可 以识别 手 机贴 近 人 脸 的动 作 ，可 以打 电话 时锁 住 触 感和
使 用 会 压迫 眼 球 和 神经 ，易 导致 疲 劳人 眼 和 不 适 。因此 ，有 必要 利 用现 代 智 能手 机 技 术 创 新 的成 功 经 验对 传 统 微光 夜 视仪 的 开关 系 统进 行 了数字 智 能 化 改造 。而基 于
整机 的隐蔽 性和人 机 交 互性 。
关键词：环境光感传感器；红外接近传感器；微光夜视仪 ；智能开关
杂 、 自动化 程 度 低 等缺 点 ， 已难 以满足 现 代 部 队 装备 信 息 化和 智 能化 的要 求 。如 头
盔 夜 视 仪 的磁 吸 式翻 转 断 电系统 容 易受 到 重 力 方 向局 限性 的 影 响 ；又 如微 光 瞄准 镜 利 用 常 闭式 橡 胶 眼 罩来 提 高 隐蔽 性 ，长 期
万倍 ， 以供 人 眼观 察 。微 光夜 视 仪 与 手机
有 很 多 相 似 之 处 ，如 微 光 夜视 仪 同样 需要 节 省 电量 ，还 需要 提 高 人机 界 面 交 互 性 、
智 能化 。 当来 自 目标 光 强 突然 增 强 时 ，就 需要 立 即切 断 电源 来 保 护微 光 像 增 器 。在 作 战过 程 中，微 光 夜 视 仪通 常 是 反 转 至远 离人 眼 的非 工 作位 置 ， 目镜 发 出 的绿光 可 能会 暴露 所在 位 置 。
Ｏ 引言
苹果 公 司 的 ｉ Ｐ ｈ ｏ ｎ ｅ在超 薄外 形 中装入 了多只传 感器 ：ＡＬ Ｓ（ 环 境光 传 感器 ） 、以 及 接 近 传 感 器 。并 以此 推动 了人 机 界 面创
新 ，通 过 使 用 环境 光 感 可 以随 周 围环 境光 照强 度 更 智 能地 调 节 手 机 背光 来 达 到 省 电
使 用 会 压迫 眼 球 和 神经 ，易 导致 疲 劳人 眼 和 不 适 。因此 ，有 必要 利 用现 代 智 能手 机 技 术 创 新 的成 功 经 验对 传 统 微光 夜 视仪 的 开关 系 统进 行 了数字 智 能 化 改造 。而基 于
整机 的隐蔽 性和人 机 交 互性 。
关键词：环境光感传感器；红外接近传感器；微光夜视仪 ；智能开关
杂 、 自动化 程 度 低 等缺 点 ， 已难 以满足 现 代 部 队 装备 信 息 化和 智 能化 的要 求 。如 头
盔 夜 视 仪 的磁 吸 式翻 转 断 电系统 容 易受 到 重 力 方 向局 限性 的 影 响 ；又 如微 光 瞄准 镜 利 用 常 闭式 橡 胶 眼 罩来 提 高 隐蔽 性 ，长 期
万倍 ， 以供 人 眼观 察 。微 光夜 视 仪 与 手机
有 很 多 相 似 之 处 ，如 微 光 夜视 仪 同样 需要 节 省 电量 ，还 需要 提 高 人机 界 面 交 互 性 、
智 能化 。 当来 自 目标 光 强 突然 增 强 时 ，就 需要 立 即切 断 电源 来 保 护微 光 像 增 器 。在 作 战过 程 中，微 光 夜 视 仪通 常 是 反 转 至远 离人 眼 的非 工 作位 置 ， 目镜 发 出 的绿光 可 能会 暴露 所在 位 置 。
Ｏ 引言
苹果 公 司 的 ｉ Ｐ ｈ ｏ ｎ ｅ在超 薄外 形 中装入 了多只传 感器 ：ＡＬ Ｓ（ 环 境光 传 感器 ） 、以 及 接 近 传 感 器 。并 以此 推动 了人 机 界 面创
新 ，通 过 使 用 环境 光 感 可 以随 周 围环 境光 照强 度 更 智 能地 调 节 手 机 背光 来 达 到 省 电
一种新颖的头盔式微光夜视系统设计
一种新颖的头盔式微光夜视系统设计头盔式微光夜视系统是一种极其重要的装备，它能够在夜间或低光环境下提供额外的视觉增强，帮助作战人员和执法人员更好地执行任务。
针对现有头盔式微光夜视系统在使用过程中存在的一些问题，我们设计了一种新颖的头盔式微光夜视系统，旨在提升其性能和使用体验。
本文将对该头盔式微光夜视系统的设计进行详细介绍，包括功能需求、设计思路、结构和工作原理等方面。
通过对该系统的设计和分析，旨在提高头盔式微光夜视系统的可靠性和实用性，为作战人员和执法人员的任务提供更好的支持。
1.设计需求（1）高清晰度：系统需要具备高清晰度的微光夜视能力，能够清晰显示目标物体的轮廓和细节，提供良好的视觉增强效果。
（2）舒适性：头盔式微光夜视系统需要具备良好的舒适性，保证长时间佩戴时不会造成不适感，提高用户的使用体验。
（3）稳定性：系统需要具备良好的稳定性，能够在不同环境和条件下保持稳定的工作性能，不受外界干扰影响。
（4）多功能：系统需要具备多种功能，能够适应不同的使用场景和任务需求，提供更多的操作和使用选项。
（5）便携性：系统需要具备良好的便携性，方便携带和使用，不会给使用者造成不便。
2.设计思路基于以上设计需求，我们采用了以下设计思路：（2）人机工程学设计：结合人体工程学设计原理，设计合理的系统结构和佩戴方式，提高系统的舒适性和稳定性。
（3）多功能设计：系统具备多种功能，如夜视、录制、拍照等，能够满足不同的使用需求，提高系统的实用性。
（4）轻量化设计：系统采用轻量化材料和结构设计，减轻系统的重量，提高系统的便携性和舒适性。
3.结构设计该头盔式微光夜视系统包括头盔、微光夜视设备、显示器和电源等组成部分。
具体结构设计如下：（1）头盔：头盔采用轻量化材料制作，具备良好的舒适性和稳定性，能够适应不同头部大小的用户。
（2）微光夜视设备：微光夜视设备采用先进的光学和成像技术，具备高清晰度和良好的视觉增强效果，能够在夜间或低光环境下提供清晰的图像显示。
基于机器视觉的微光夜视仪整机检测系统设计
基于机器视觉的微光夜视仪整机检测系统设计
江恒;王小兵;张晶;祝宝辉
【期刊名称】《应用光学》
【年(卷),期】2016(037)003
【摘要】设计并研制了微光夜视仪整机检测系统,采用CCD器件作为被检仪器输出图像的探测接收器,可在微光夜视仪完整状态下对像增强器进行检测.提出微光夜视仪整机状态下像增强器性能的检测参数,并分析了其检测原理与综合测试方法.通过对检测仪的伸缩式结构、光学系统、CCD选型和检测软件算法等部分进行设计,实现了一台检测仪能够对视场中心分辨力、亮度增益、视场亮度均匀性及视场亮度稳定性等多个性能参量的测试.试验结果表明,检测系统的测试误差在3％以内.【总页数】5页(P342-346)
【作者】江恒;王小兵;张晶;祝宝辉
【作者单位】武汉军械士官学校,湖北武汉430075;武汉军械士官学校,湖北武汉430075;武汉军械士官学校,湖北武汉430075;武汉军械士官学校,湖北武汉430075
【正文语种】中文
【中图分类】TN206;O436
【相关文献】
1.基于机器视觉的汽车紧固组件检测系统设计 [J], 陈宇昊;彭力;朱良俊
2.基于机器视觉的药瓶缺陷检测系统设计 [J], 胡艳丽;刘团结;李世杰;余礼鑫
3.基于机器视觉的软包装缺陷检测系统设计 [J], 何涛;曹禹童;张梦琪
4.基于机器视觉的地铁站点客流检测系统设计 [J], 郑凯;王娟娟;谢国坤;王冠军
5.基于机器视觉的马铃薯自动分级与缺陷检测系统设计 [J], 刘浩;贺福强;李荣隆;平安;罗红
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单管微光夜视仪结构设计说明书一．概述1.背景2.现状及发展局势3.意义及目的4.工作原理5.总体结构分析二．计算说明三．结论四．心得五．致六．参考文献精密机械设计基础 课程设计任务书2010级光电信息类专业实验班一、题目：单管微光夜视仪结构设计二、光学系统：1．光学系统图：见图纸12．光学零件图：见图纸2三、技术性能与要求1．本单管微光夜视仪是用于夜间远距离观测的一种手持式仪器，要求其体积小、重量轻，便于携带，并按技术要求，完成必要的功能设计；2．光学系统的放大倍率为3.5倍；3．调焦围为1m~∞；4．视度调节围为±5个视度，并显示视度值，格值为1个视度；5．调焦及视度调节应在3600围完成；6．本仪器之物镜筒及目镜筒应能防脱，7．本仪器之物镜及目镜应具备防杂光功能。
四、设计任务1．仪器装配图一；2．仪器零件图一：目镜筒零件图；3．设计说明书一份（字数不低于5000字），要求有概述、有计算说明、有结论、有心得、有致及参考文献；4．参考文献：自定；5．时间：2012年12月29日~2013年1月10日2013年1月10日下午答辩交论文学号成绩学生指导教师一．概述1.背景“漆黑的夜晚”,天空仍然充满了光线,这就是所谓“夜天辐射”。
夜天辐射来自太阳、地球、月亮、星球、云层、大气等自然辐射源。
只是由于其光度太弱(低于人眼视觉阈值),不足以引起人眼的视觉感知。
把这种微弱光辐射增强至正常视觉所要求的程度,是微光夜视技术工作的核心任务。
微光夜视技术致力于探索夜间和其他低光照度时目标图像信息的获取、转换、增强、记录和显示,它的成就集中表现为使人眼视觉在时域、空域和频域的有效扩展。
就时域而言,它克服“夜盲”障碍,使人们在夜晚行动自如。
就空域而言,它使人眼在低光照空间(如地下室、山洞、隧道)仍能实现正常视觉。
就频域而言,它把视觉频段向长波区延伸,使人眼视觉在近红外区仍然有效。
在军事上,微光夜视技术已实用于夜间侦察、瞄准、车辆驾驶、光电火控和其他战场作业,并可与红外、激光、雷达等技术结合,组成完整的光电侦察、测量和告警系统。
微光夜视器材已成为部队武器装备中重要的组成部分。
当然,微光夜视技术也在天文、公安、航天、海洋事业等领域得到应用。
许多暗室作业、涵洞作业也采用了此类技术。
近年来, 以美国为首的西方国家发起了海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争等重要军事行动。
从战场的实况我们认识到, 现代战争发生了很大的改变,“宁静的夜晚”已成为过去, 而利用夜色的掩护, 凭借先进技术, 使夜晚成为强势一方单项透明的战场, 只需付出极小的代价便能获得骄人的战果。
作为发展中国家, 我们不谋求霸权, 但是为了维护国家的安全稳定、保证经济文化的快速发展、打击恐怖主义等, 我军必须具备夜战防御和反击能力。
因为技术封锁, 我国无法进口美欧的先进装备。
只能利用有限的资料和有限的科研投入进行自主研发。
即便是在如此艰苦的条件下, 我国已研发了多款功能强、性能优的夜视装备。
下面就以微光夜视仪为例具体回顾夜视技术的发展。
2.现状及发展局势2.1国外微光夜视仪的发展现状目前，国外已经有四代微光夜视仪产品装备部队。
由于它克服了主动红外夜视的致命弱点，所以一出现，便成为夜视领域的发展重点。
1955年A.H.萨默发明了高灵敏度的多碱(锑钾钠艳)光电阴极，微光夜视技术迅速发展。
1962年，美国人研制成功像增强器，使得夜视器材的发展产生了一个飞跃。
1966年在侵越战场，美国将利用级联像增强技术投入实战应用，研制成功了第一代微光夜视仪，于70年进行批量生产，装备部队。
主要有AN用VS镜。
一2星光镜， AN/TVS一2班组武器瞄准镜和AN/TVS一4微光观察]1[第一代像增强器不用照明源，全被动方式工作，隐蔽性好，增益高，成像清晰，可作为重武器和装甲车辆的微光观察镜、瞄准镜以及远距离夜间观察装置。
但它的防强光性能差，特别是当战场上出现强闪光时。
整个画面出现光晕和开花，观察不到目标，在战火弥漫的战场上难以使用;且体积较大，重量较重，限制了用。
它在轻武器、头盔镜上的应]2[微光夜视仪能耗小，但是体积仍然嫌大，为克服第一代微光夜视仪的缺点，越战期间，美国人又研制成了微通道板像增强器，于是第二代微光夜视仪应运而生。
一只微通道板像增强器的增益即可达到三级级联像增强器的同样水平，因而大减小了仪器的体积和重量。
通道电子倍增器的电子增益与通道的大小无关，所以可以做得极小，将其并列起来组成阵列，就可以用来传递显示图像了，甚至可以使图像的亮度增加几千乃至上万倍。
第二代总长度是第一代的1/3，甚至更短，质量轻，使制成的夜视仪整机尺寸大大降低。
例如美国步枪用AN用VS一3微光瞄准镜，比第一代长度缩短2/3，质量减轻一半，而灵敏度却大幅度提]3[高。
第三代微光夜视仪于70年代初期开始研究，是世界上最精密的夜视技术，自80年代末美军开始装备。
第三代微光夜视器件的主要特色是将透射式GaAS光阴极和带A12O3，离子壁垒膜的MCP引入近贴微光管中。
.第三代产品具有体积小，重量轻、图像清晰、功能全、实用等特点。
第二代和第三代夜视器材目前仍是西方军队装备的主流。
美陆军地面部队用的新一代在役夜视装置主要为单筒眼镜，如当前最先进的 AN/PVS一14结合了第三代“超级”MX一10160型无源像增强管和航空用夜视镜AN/AVS一6的优点，有助于增强观察、指挥和控制能力，它比 AN/PVS一7D 分辩率更高、重量更轻，步兵作战小组指挥员使用起来更加灵活可戴到头上，观察距离也大大增]4[加。
2.1国外微光夜视技术发展的差距欧美各国对发展夜视都非常的重视，均投入大量的人力、物力和财力。
我国微光夜视技术发展缓慢，与先进国家相比有很大的差距，而在投资强度、设备条件、配套基础材料、元器件性能质量方面差距更大。
我国在1980年开始定型生产第一代微光夜视仪。
第一代微光夜视仪体积较大、重量较重，且像质也不理想，因此大多数用于夜间观察，而极少用于武器瞄准。
我国于1984年10月首次研制成功装有微通道板的第二代像增强器。
可以用做班组武器的瞄准具，也可以单独作为观察仪器使用，具有排除强光干扰的功能]5[。
我国国的夜视仪发展己经经历一代和二代，目前正步入第三代夜视仪器的发展，而国外已进入第四代的夜视仪器的研发。
所以我国在夜视仪器方面的发展与国外有很长的一段距离。
3.微光夜视仪的意义机械系统是微光夜视仪的重要组成部分，由于该夜视仪是军事作战中用于头盔上的微光夜视成像系统，对重量、体积指标要求非常严格，所以在进行机械结构设计时，要在保证夜视仪性能的前提下，应尽力使其整个结构简单，重量轻。
为提高我军作战能力，所以有必要对微光夜视仪做结构优化。
4.微光夜视仪的工作原理4.1工作原理微光夜视仪系统如图 2.1所示，其结构主要由两部分组成:一部分是光学系统，包括目镜和物镜;另一部分是像增强器，即光电转换放大部分，包括像增强器及其必须的高压电源。
目前，多数的像增强器已经将电源集成，封装在一个壳体。
图2.1微光夜视仪工作原理图4.2光学系统图图2.2微光夜视仪光学系统结构图二．计算说明1.技术性能及要求（1）本单管微光夜视仪是用于夜间远距离观测的一种手持式仪器，要求其体积小、重量轻，便于携带，并按技术要求，完成必要的功能设计；（2）光学系统的放大倍率为3.5倍；（3）调焦围为1m~∞；（4）视度调节围为±5个视度，并显示视度值，格值为1个视度；（5）调焦及视度调节应在3600围完成；（6）本仪器之物镜筒及目镜筒应能防脱，（7）本仪器之物镜及目镜应具备防杂光功能。
2微光夜视仪物镜组结构参数的计算2.1调焦环参数计算调焦机构应满足以下要求:1)为了像面保持稳定，调焦机构要能够自锁;2)为了方便控制，调焦机构的精度要足够高;3)调焦机构要满足调焦围要求;4)调焦机构的稳定性要有保证。
在物镜结构中，要现从1m 到无穷远的调焦;首先对调焦量进行计算: 由高斯公式得到物像关系式为: '11'1f l l =- (2.1) 式中：'l -像距（单位mm ）；l -物距（单位mm ）；'f -物镜焦距，实际计算值为78.560mm 。
当物距为1m 时，由公式2.1得：'l =85.258(mm)同理，当物距为∞时，计算得像距得：l =78.560（mm ）因此要求的调焦量为:S=85.258-78.560=6.70(mm)同时，为使作战人员在最短的时间清晰地捕捉到目标，军品要求调焦环在转 动不到一圈的围达到所需要的调焦量，因此该机构采用大螺距矩型螺旋槽式调焦螺旋传动]6[。
计算如下： θπ2np l = （2.2） 式中：l -螺杆（或螺母）的移动距离；n -螺旋线头；p -螺距；θ-螺杆（或螺母）移动的角度。
当θ=360°时，即螺杆(或螺母)转动一圈，螺杆(或螺母)的移动距离为 此时，S=l =6.70mm, 令n =4 p =2 ,代入式2.2中得螺距θ=301.50 即当调焦环转过301.50时，可满足调焦量的要求。
2.微光夜视仪目镜组结构参数的计算2.1由于每个人的视度都是不同的，为了保证每位操作者能够按着自己的视度清 晰地观察目标，一个目镜应有单独的调焦功能，可以调整由调焦造成的视度差，从而适应不同使用者的眼睛]7[。
视度分划圈上的分划值，可以按式3.1计算:D np f 100036020‘目=β (3.1)式中：D -视度； β-D 个视度时分划圈的角度；f '目-目镜的焦距（毫米）； t -多头螺纹的螺距(毫米);n -多头螺纹的头数。
视度调节围希望在限制在一周以，即β应小于360°。
一般取β=270°或320°。
本文在目镜光学系统结构中设计一个视度调节环，实现从－5屈光度到+5屈光度的调节要求。
在该调节机构中也同样采用大螺距矩型螺旋槽式调焦螺旋传动，以保证操作者能在短时间达到调节目的。
通常要求调节环(即视度圈)在转动不到一圈完成调节任务。
根据公式3.1计算如下:当D=+5屈光度时，βnp =+798.57(度·毫米)(顺时针旋转）当D=－5屈光度时，βnp =－798.57(度·毫米)（逆时针旋转）；其中，f '目为目镜焦距，为21.060mm 。
所以，当D=1个视度时，βnp =159.7(度·毫米);取n=4, p=1.5 得到 β=26.60又当每目镜转过一个视度时，轴向移动过的距离是0.44mm ，所以 由（2.2）式，得βnp =158.4（度·毫米）；所以，取n=4, p=1.5 得到 β=26.40，小于360，满足设计要求。