夜视镜中图像的远程激活的制作方法

专利名称:夜视镜中图像的远程激活的制作方法
技术领域：
一般而言，本发明涉及夜视镜中的显示图像之间的远程切换。系统可包括安装到士兵的头盔上的用于提供光增强的图像的增强的夜视镜(ENVG)。系统还可包括安装到士兵的武器上的用于提供热图像的热武器瞄准器(TWS)。由TWS捕获的热图像可以通过ENVG的目镜通过远程激活来查看。在ENVG中显示TWS图像可以通过切换位于武器上的前部扶手上或任何其他非触发位置的开关来实现 。这可使士兵查看TWS图像，而不必从扶手移开他的手，从而保持射击姿态。
背景技术：
在常规系统中，士兵可以通过安装在头盔上的增强的夜视镜(ENVG)来查看战场，增强的夜视镜显示光增强的图像。在士兵武器上还可安装能够捕获热图像的热武器瞄准器(TWS)。通过ENVG的目镜查看TWS图像通常是通过士兵切换安装在TWS上的开关来实现。然而，为了切换开关，士兵必须从武器前部的手柄移开他的手，从而增大响应时间，使他容易受到攻击。

发明内容
为满足此需求及其他需求，鉴于其目的，本发明提供用于交替地显示来自安装在头上的夜视镜的图像以及来自诸如安装在步枪上的热武器地点之类的远程传感器的视频的系统。对开关功能的控制是在保持步枪的射击姿态的情况下实现的。
在一个实施例中，系统包括用于显示图像的显示器，用于捕获第一图像的第一传感器，用于捕获第二图像的第二传感器，安装在武器的手柄上的开关。所述显示器响应于所述开关被切换而交替地显示所述第一图像和所述第二图像。在一个实施例中，显示器和第一传感器安装在由握住武器的用户佩带的夜视镜上，而第二传感器安装在武器上。在另一实施例中，显示器和第一传感器安装在由握住武器的用户佩带的夜视镜上，而第二传感器安装在远离用户的位置。
夜视镜可以是增强的夜视镜，其中，第一传感器捕获光增强的图像，而第二传感器通过安装在武器上的瞄准镜来捕获热图像。所述开关是当被用户按下时在所述第一和第二图像之间切换的按钮，其中，所述按钮在所述用户握住手柄并启动所述武器时被所述用户按下。在一个实施例中，手柄在垂直于武器(例如，步枪)的枪管的方向延伸。在另一实施例中，手柄围绕所述武器(例如，步枪)的枪管，在平行于所述枪管的方向并在所述枪管的附近延伸。
在一个实施例中，系统包括用于显示图像的显示器，用于接收第一图像的接收器，用于捕获第二图像的传感器，安装在武器的手柄上的开关。所述显示器响应于所述开关被切换而交替地显示所述第一图像和所述第二图像。显示器和传感器安装在由握住武器的用户佩带的夜视镜上，而接收器安装到用户身上或安装到武器上。在一个实施例中，第一图像是由远离用户的位置处的另一传感器捕获的图像。在另一实施例中，第一图像是由远离所述用户的位置处的计算机所生成的图像。可以包括用于捕获第三图像的另一传感器，而开关可以是具有三个位置的弹簧加载的船形开关。
一般而言，当船形开关处于第一位置时，显示第一图像，当船形开关处于第二位置时，显示第二图像，而当船形开关处于第三位置时，显示第三图像。所述开关安装在所述手柄上，以便用户可以在握住所述手柄时操纵所述开关。
在一个实施例中，用于显示图像的方法包括切换安装在武器的手柄上的开关，响应于开关被切换，在显示器上交替地显示第一图像和第二图像。一般而言，由用户握住武器的手柄时切换开关。通过按下按钮来激活开关，而通过松开按钮来去激活。一般而言，当开关被激活时，显示第一图像，而当开关被去激活时显示第二图像。
在一个实施例中，当开关被去激活时，显示由安装在用户的头盔上的传感器捕获的第一图像，而当开关被激活时，显示由安装在武器上的传感器捕获的第二图像。当手柄是步枪的前部的手柄时，切换开关。一般而言，开关是由用户的支撑步枪的枪管的前面的手切换的。
应该理解，前面的一般性的描述和下面的详细描述只是示例性的，而不是限制性的。


图Ia是根据本发明的一个实施例的握住武器的士兵的视图，武器包括位于前部的手柄上的开关，开关用于远程控制夜视镜，以显示由热武器瞄准器捕获的图像。
图Ib是根据本发明的一个实施例的握住武器的士兵的视图，武器包括位于前部的手柄上的开关，开关用于远程控制夜视镜，以显示由接收器捕获的图像。
图Ic是根据本发明的一个实施例的握住武器的士兵的视图，武器包括位于前部的手柄上的开关，开关用于远程控制夜视镜或以显示由热武器瞄准器捕获的图像，或显示由接收器接收到的图像。
图2是根据本发明的一个实施例的图I中的前部的手柄和开关的放大视图。
图3是根据本发明的一个实施例的包括用于远程控制由热武器瞄准器捕获的图像的显示的开关配置的电路。
图4是根据本发明的一个实施例的包括用于远程控制由热武器瞄准器捕获的图像的显示的三路开关配置的电路。
图5是根据本发明的一个实施例的包括用于远程控制由热武器瞄准器捕获的图像或由接收器接收到的图像的显示的开关配置的电路。
具体实施方式
如下文所描述的，本发明提供了用于在维护射击姿态时在显示的图像之间切换的系统。在一个示例中，安装到士兵的头盔上的增强的夜视镜(ENVG)可以连接(例如，通过电线)到热武器瞄准器(TWS)或图像接收器。ENVG可包括用于捕获光增强的图像的光增强器传感器，用于显示图像(例如，视频)的显示器，以及可使士兵查看图像的目镜。位于武器上的TWS可包括热(例如，红外线)传感器以及用于捕获热图像的放大瞄准镜。图像接收器可以以无线方式从远离士兵的其他传感器或计算机接收图像。[0019]一般而言，由传感器捕获的图像或由接收器接收到的图像可以通过切换位于武器(例如，诸如步枪之类的火器)的手柄(即，前部的扶手)上的开关来显示在ENVG中。开关的位置可使士兵在保持适当的射击姿态(士兵保持握持火器)时在显示图像之间切换。一般而言，开关可以位于手柄上或任何其他非触发位置，士兵在射击时握住武器。此外，开关可以被实现为任何类型的机械开关(例如，按钮、船形开关、拨动开关等等)或电子开关(例如，晶体管、电容性板、光学传感器等等)。
在一个实施例中，图Ia示出了士兵102在射击姿态握住武器(例如，步枪)108的侧面图。在士兵头盔上安装了 ENVG 114，该ENVG114通过电缆120和122连接到TWS 116和远程开关118。当在射击姿态时，士兵102可以利用手106在后部的手柄110握住武器108，利用手104在前部的手柄112握住武器108，前部的手柄112提供对武器108的完全控制。在此示例中，手柄112在垂直于火器的枪管的方向延伸。然而，在另一示例中，手柄112可以围绕火器的枪管，并在平行于枪管的方向延伸。
一般而言，开关118是在这样的位置提供，以便士兵可以切换开关，而无需将他的 手104从前部的手柄112移开(例如，开关可以直接安装在手柄上或手柄附近的位置处)。在一个示例中，开关118可以是瞬时按钮，当被士兵手指(例如，食指)按下时激活，当被士兵手指松开时去激活。
在一个实施例中，当开关118被激活时，由TWS 116中的传感器捕获的热图像可以被显示，代替由ENVG 114中的传感器捕获的光增强的图像(使用开关118来在图像之间切换)。然而，在另一实施例中，由TWS 116中的传感器捕获的热图像可以与由ENVG 114中的传感器捕获的光增强图像融合或作为画中画来提供。应该注意，传感器可以是任何类型的传感器，不仅限于是热传感器和图像增强的传感器。
在ENVG 114中显示图像可以按任意数量的方式来完成。在一个示例中，由TWS116捕获的图像可以连续地提供到ENVG 114。在此示例中，可以通过电缆120和122发送启用信号(响应于开关118被激活)，指示ENVG 114显示热图像。在另一示例中，由TWS 116捕获的图像可以不连续地提供到ENVG 114。在此示例中，当开关118被激活时，图像被提供至Ij ENVG 114并显示。
虽然图Ia示出了 ENVG 114从TWS 116接收热图像的配置，但是，也设想，ENVG114可以从除TWS 116以外的源接收其他图像。图Ib示出了开关118远程激活由接收器130所提供的图像的显示的配置。一般而言，当开关118被激活时，可以通过电缆132和134发送启用信号，指示ENVG 114显示由接收器130接收到的图像。
图像接收器130可以是以无线方式从战场上或战场附近的其他传感器或计算机接收图像的设备。接收器130可以接收到的某些图像包括，但不仅限于，来自安装在其他士兵上的传感器的图像，来自安装整个战场的传感器的图像，来自安装在车辆上的传感器的图像以及来自计算机数据库的图像/信息。
在一个实施例中，接收器130可以从飞过战场的上空的飞机接收空中的图像。在战斗中，士兵102可以按下按钮118以在ENVG 114上显示接收的航空图像，该航空图像可以提供涉及士兵周围的环境的信息，诸如他的相对于敌人的位置以及战场上的地标。
在另一实施例中，接收器130可以接收计算机产生的地图。在战斗中，士兵102可以激活开关118，以在ENVG 114上显示接收到的地图。地图可以给士兵提供诸如道路的图像以及拓扑之类的导航信息。
图Ic示出了组合了图Ia以及Ib中的系统的再一个实施例。具体而言，在图Ic中，ENVG 114可以从接收器130或者TWS 116接收图像。一般而言，当开关118 (可以是带有三个位置的弹簧加载的船形开关)被切换时，可以通过电缆132，136以及138发送启用信号，指示ENVG 114显示由接收器130接收到的图像，显示由TWS 116中的热传感器捕获的图像，或者显示由ENVG 114中的图像增强的传感器捕获的图像。
图2示出了安装在武器118的前部手柄112上的开关118的放大视图。如前所述，远程开关可以直接安装在前部的手柄112中，可使按钮118被士兵手指按下。然而，一般而言，远程开关可以被安装在武器108上前部手柄112上的任何地方或任何相邻的位置，可使士兵在操纵开关(即，士兵不必从武器中移开他的手来操纵开关)的同时保持射击姿态。
例如，远程开关可以作为图2中的按钮202安装在武器的机身上。此位置可使士兵在握住手柄112时利用他的手指按下按钮。也可以在不具有垂直于枪管延伸的手柄(例·如，手柄可以围绕枪管)的武器上使用按钮202的配置。
在战斗中，可能会有士兵不希望激活开关118的情况。因此，开关118还可包括可选的保护性的防护装置(未示出)，以防止意外的激活。防护装置可以是覆盖按钮的装铰链的塑料护罩。在此示例中，当士兵希望操纵开关118时，护罩可以被翻开(由士兵手指)，暴露出开关118。此配置可使士兵在操纵保护性的防护装置上将他的手保持在武器的手柄上。
可以构想，各种开关电路配置可以被实现以在ENVG 114中显示图像。图3、4以及5所示出的这样的电路的三个实施例。虽然下面描述了三个实施例，但是，系统不仅限于特定实施例。
图3示出了用于在显示由ENVG 114中的图像增强的传感器捕获的光增强的图像或显示由TWS 116中的热传感器捕获的热图像之间远程切换的电路。在此实施例中，TWS116包括用于捕获热图像并将其连续地输出到ENVG 114的热传感器302，以及单极三重扳动开关304。在此实施例中，开关118被实现为常开的瞬时按钮(例如，当被按下时按钮关闭)。
一般而言，ENVG 114通过电缆120连接到TWS 116，电缆120包括启用线路306、视频线路(例如，RS-170) 308和地线(GND)线路310。TffS还通过电缆122连接到远程开关118，电缆122包括GND线路310和启用线路312。在此实施例中，当启用线路306连接到GND线路310时，ENVG 114的显示器320显示由热传感器302捕获的热视频，而当启用线路306不连接到GND线路310时，显示由ENVG 114中的图像增强的传感器322捕获的图像增强的视频。一般而言，TWS 116在对应于开关304的三种不同的扳动的三种不同的切换模式(例如，远程模式、手动ON模式和手动OFF模式)下操作。
在第一切换模式下(远程模式)，启用线路306连接到线路312，从而可使按钮118在图像增强的视频和热视频之间切换。当按钮118被瞬间按下时，启用线路306连接到GND线路310，指示ENVG 114显示热视频。然而，当按钮118未被按下时，启用线路306与GND线路310断开连接，从而指示ENVG 114显示图像增强的视频。
在第二切换模式下(0N模式)，线路306连接到线路310，从而绕过开关118并指示ENVG 114显示热视频。当在开关118不起作用的情况下(例如，开关118被损坏)士兵希望显示热视频时，此模式可以有用。[0037]在第三切换模式下(OFF模式)，线路306连接到浮动节点314，从而绕过开关118并指示ENVG 114显示图像增强的视频。当在开关118不起作用的情况下(例如，开关118被损坏)士兵希望显示图像增强的视频时，此模式可以有用。
应该注意，为绕过开关118，第二和第三切换模式是可选的。如果开关118被损坏并不再起作用，绕过开关118是有益的。然而，在战斗的情况下，开关304应该停留在远程模式，以便士兵可以在保持射击姿态的情况下使用按钮118来在图像增强的视频和热视频之间切换。
在图3中，远程切换模式是其中按钮118必须被按下以显示热视频的常开的模式。然而，可以预期，士兵可以得益于常闭的远程切换模式，其中，当开关118不被按下时，显示TffS 116的热视频。在图4中，远程切换模式通过使用三路开关设置被扩大为两个子模式 (例如，常断模式和常开模式)。
在此实施例中，开关402包括单极四重扳动开关。一般而言，TWS116在对应于开关402的四种不同的扳动的四种不同的切换模式(例如，常断远程模式、常开远程模式、手动ON模式和手动OFF模式)下操作。
在第一切换模式下(常断远程模式)，线路306连接到线路406，以及连接到按钮118的常开的触点。在此模式下，当按钮118被瞬间按下时，显示TWS 116的热视频。然而，当按钮118未被按下时，启用线路306与GND线路310断开连接，从而禁用热视频，并显示图像增强的视频。此模式类似于图3中所描述的远程模式。
然而，在第二切换模式下(常开远程模式)，线路306通过按钮118的常闭触点连接到线路404和GND线路310。在此模式下，当按钮118没有被按下时，显示TWS 116的热视频。然而，当按钮118被瞬间按下时，启用线路306与GND线路310断开连接，从而禁用TWS视频，并显示图像增强的视频。常开远程模式(按下按钮会禁用TWS视频)实际上和常断远程模式(按下按钮启用TWS视频)相反。常开远程模式的好处是，TWS视频可以显示比较长的时间，无需连续地按下按钮118。
图4中的第三和第四切换模式类似于上文参考图3所描述的第二(手动0N)和第三(手动OFF)切换模式。如前所述，当确定有益时(例如，开关118不再起作用)，这些模式对于绕过开关118是可选的。
如前参考图Ic所述，士兵可能希望具有显示除TWS视频以外的图像(例如，由接收器130接收到的图像)的选项。图5示出了用于远程启用ENVG 114以显示由TWS 116捕获的视频或由接收器130接收到的视频/图像的电路。
在此实施例中，ENVG 114从接收器130中的视频处理器502(通过线路508和510)和TWS 116中的热传感器302 (通过线路512和514)两者接收视频(通过电缆132)。此实施例还包括用于使来自接收器130的视频和来自TWS 116的视频能分别显示的两个启用线路504和506。一般而言，TWS 116在对应于双极四重扳动开关304的四种不同的扳动的四种不同的切换模式(例如，远程模式、接收器视频模式、TWS视频模式和ENVG视频模式)下操作。
在第一切换模式下(远程模式)，启用线路504和506分别连接到线路516和518，从而可使船形开关118瞬间启用光增强的视频、接收器视频或热视频。当开关118瞬间摇到在第一位置时，启用线路504通过线路516连接到GND线路514，指示ENVG 114显示由接收器130接收到的视频。当开关118瞬间摇到第二位置时，启用线路506通过线路518连接到GND线路514，指示ENVG 114显示来自TWS116的热视频。当开关118处于第三(中性静止)位置时，ENVG 114显示由图像增强的传感器捕获的图像增强的视频。图5中的配置可使士兵通过TWS 116查看散热的目标(例如，人)，通过接收器130查看来自其他传感器或计算机的其他数据，并通过切换开关118通过ENVG 114查看图像光增强的图像。
在第二切换模式下(接收器视频模式)，启用线路504连接到GND，而启用线路506连接到浮动节点522 (当TWS视频被禁用时，接收器视频被启用)。在第三切换模式下(TWS视频模式)，启用线路504连接到GND，而启用线路504连接到浮动节点520 (当接收器视频被禁用时，TWS视频被启用)。在第四切换模式(ENVG视频模式)下，启用线路504和506连接到相应的浮动节点524和526 (TffS视频和接收器视频被禁用)，从而显示由ENVG 114中的传感器322捕获的图像增强的视频。图5中的第二、第三和第四可选模式绕过开关118，将在开关118不起作用的情况下有用。虽然此处参考特定实施例示出和描述了本发明，但是，本发明不旨在仅限于所示出的细节。相反地，在不偏离本发明的情况下，在权利要求
的等效内的范围内，可以对细节进行各种修改。
权利要求
1.一种用于显示图像的系统，包括 用于显示图像的显示器； 用于捕获第一图像的第一传感器； 用于捕获第二图像的第二传感器；以及 安装在武器的手柄上的开关， 其中，所述显示器响应于所述开关被切换而交替地显示所述第一图像和所述第二图像。
2.如权利要求
I所述的系统，其中， 所述显示器和所述第一传感器安装在由握住所述武器的用户佩带的夜视镜上，以及 所述第二传感器安装在所述武器上。
3.如权利要求
I所述的系统，其中， 所述显示器和所述第一传感器安装在由握住所述武器的用户佩带的夜视镜上，以及 所述第二传感器安装在远离所述用户的位置。
4.如权利要求
2所述的系统，其中， 所述夜视镜是增强的夜视镜， 所述第一传感器捕获光增强的图像，以及 所述第二传感器通过安装在所述武器上的瞄准镜捕获热图像。
5.如权利要求
I所述的系统，其中， 所述开关是当被用户按下时在所述第一和第二图像之间切换的按钮，所述按钮在所述用户握住手柄并启动所述武器时被所述用户按下。
6.如权利要求
I所述的系统，其中， 所述手柄在垂直于所述武器的枪管的方向延伸，所述武器是步枪。
7.如权利要求
I所述的系统，其中， 所述手柄围绕所述武器的枪管，所述手柄在平行于所述枪管的方向并在所述枪管的附近延伸，所述武器是步枪。
8.一种用于显示图像的系统，包括 用于显示图像的显示器； 用于接收第一图像的接收器； 用于捕获第二图像的传感器；以及 安装在武器的手柄上的开关， 其中，所述显示器响应于所述开关被切换而交替地显示所述第一图像和所述第二图像。
9.如权利要求
8所述的系统，其中， 所述显示器和所述传感器安装在由握住所述武器的用户佩带的夜视镜上，以及 所述接收器安装到所述用户或安装到所述武器上。
10.如权利要求
9所述的系统，其中， 所述第一图像是由远离所述用户的位置处的另一传感器捕获的图像。
11.如权利要求
9所述的系统，其中， 所述第一图像是由远离所述用户的位置处的计算机所生成的图像。
12.如权利要求
8所述的系统，其中， 为了捕获第三图像而包括另一传感器，以及 所述开关是具有三个位置的弹簧加载的船形开关。
13.如权利要求
9所述的系统，其中， 当所述船形开关处于第一位置时，显示所述第一图像， 当所述船形开关处于第二位置时，显示所述第二图像，以及 当所述船形开关处于第三位置时，显示所述第三图像。
14.如权利要求
8所述的系统，其中， 所述开关安装在所述手柄上，以便用户可以在握住所述手柄时操纵所述开关。
15.一种用于显示图像的方法，包括 切换安装在武器的手柄上的开关；以及 响应于所述开关被切换，在显示器上交替地显示第一图像和第二图像。
16.如权利要求
15所述的方法,包括 由用户握住所述武器的所述手柄，同时切换所述开关。
17.如权利要求
16所述的方法，包括 通过按下按钮，来激活所述开关；以及 通过松开所述按钮，来去激活所述开关。
18.如权利要求
17所述的方法，包括 当所述开关被激活时，显示所述第一图像；以及 当所述开关被去激活时，显示所述第二图像。
19.如权利要求
17所述的方法，包括 当所述开关被去激活时，显示由安装在用户的头盔上的传感器捕获的所述第一图像；以及 当所述开关被激活时，显示由安装在所述武器上的传感器捕获的所述第二图像。
20.如权利要求
15所述的方法，包括 当所述手柄是步枪的前部的手柄时，切换所述开关，所述开关被用户的支撑所述步枪的枪管的前面的手切换。
专利摘要
本发明涉及用于显示图像的系统。该系统包括用于查看图像的用户显示器，用于捕获第一图像的第一传感器以及用于捕获第二图像的第二传感器。安装在武器的手柄上的开关被用户切换以交替地显示第一图像和第二图像。
文档编号F41C27/00GKCN102971658SQ201180027714
公开日2013年3月13日 申请日期2011年4月1日
发明者W·A·史密斯 申请人:安立世导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan