一种便携式红外夜视仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种便携式红外夜视仪，包括观测部件、显示部件、控制部件、供电部件和机械部件；其中：观测部件与控制部件和显示部件连接，所述观测部件采用热成像摄像机，通过探测温度差异，将温度差异转换成实时的视频图像；显示部件与所述观测部件连接，将所述观测部件的图像进行显示；所述控制部件用于控制所述观测部件，为使用者提供各种功能选择；所述供电部件提供电力支持；所述机械部件用于固定观测部件。本实用新型方便工作人员携带、装卸、使用，不会明显增加工作人员的使用负担，并兼顾人性化设计，提高工作人员的舒适性。
【专利说明】
一种便携式红外夜视仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种夜视仪，具体地，涉及一种能够在夜间有效观察红外区域目标的便携式红外夜视仪。【背景技术】
[0002]人们对周围事物的认识绝大部分是通过视觉，但是由于人类视觉的局限性，制了观察事物的范围。为了扩大人们的视界，就必须利用一些器材，比如观察远景需借助望远镜，观察微小物体需要显微镜，而观察暗处的景物，就要利用夜视技术，使用夜视镜。
[0003]夜视技术是借助于光电成象器件实现夜间观察的一种光电技术，红外线夜视、微光夜视、激光夜视和仿生夜视等为基础。夜视技术的任务就是研究夜视原理，利用现代科学技术，诸如生物、生理、仿生、化学、机械、光学、电子学和半导体等各门科学的成果，创造出灵敏的“夜明眼”(夜视设备，如夜视镜)。使用夜视设备，人在黑夜里不需要亮光照明就如同白天一样，能清晰地看见周围的一切，使人类具有了穿透夜幕的“火眼金睛”。由于夜视设备在油田、油库、监控、搜救、森林防火、防偷猎等领域可以发挥重大的作用，近年来，有关夜视技术的研究和应用普遍受到了各国政府的高度重视，成为人们广泛关注的一个焦点。
[0004]夜视技术是能够在夜间观察目标，获得人眼可见的目标图像的技术。目前已投人使用的夜视技术有三大类:微光夜视技术、主动红外夜视技术、红外热成像技术。
[0005]微光夜视仪是一种在夜间或极低照度下利用微弱的月光、星光、大气辉光等光线通过放大后转变成人眼可清晰观察的图像，从而实现在夜间对目标进行观察的一种仪器， 主要由物镜、像增强管和目镜组成。微光夜视仪的优点是重量轻、体积小、图像清晰、价格便宜。缺点是只能在有月光或星光而无烟雾的夜间工作，并且作用距离随亮度下降而迅速下降。
[0006]主动红外夜视系统由红外探照灯和红外观察镜组成，红外探照灯好比是手电筒， 它用于发射人眼不可见的波长的近红外光以照射被观察的景物，红外观察镜是把被照景物的反射光所形成的红外图像转变成人眼可视图像。
[0007]主动红外夜视仪的作用距离取决于所配带的红外探照灯的功率，功率越大，作用距离越远。由于多数场合对仪器的重量和体积都有一定限制，使探照灯的功率不能太大，所以主动红外夜视仪的作用距离一般为300米左右。主动红外夜视仪的优点是目标亮度强、场景反差大、成像清晰、价格低廉。但是由于主动红外夜视仪本身需要携带红外光源，不可避免地增加了系统冗杂度，整个设备重量较大，不便于携带。【实用新型内容】
[0008]针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种被动式的便携式红外夜视仪，工作时不需要附加光源，方便工作人员携带、装卸、使用，不会明显增加工作人员的使用负担，并兼顾人性化设计，提高工作人员的舒适性。
[0009]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0010]本实用新型提供一种便携式红外夜视仪，包括观测部件、显示部件、控制部件、供电部件和机械部件;其中:
[0011]所述观测部件，与所述控制部件和显示部件连接，所述观测部件采用热成像摄像机，通过探测温度差异，将温度差异转换成实时的视频图像；
[0012]所述显示部件，与所述观测部件连接，将所述观测部件的图像进行显示；
[0013]所述控制部件，用于控制所述观测部件，为使用者提供各种功能选择；
[0014]所述供电部件，为所述控制部件、观测部件和显示部件提供电力支持；
[0015]所述机械部件，用于固定观测部件。
[0016]优选地，所述控制部件采用可穿戴设计，具体的，所述控制部件可以穿戴于手臂上，便于控制。更进一步的，控制部件自带WIFI模块，通过所述观测部件构建的局域网与所述观测部件连接。所述控制部件可以提供开关机、放大图像、缩小图像、拍照录像等功能的选择。
[0017]优选地，所述观测部件采用热成像摄像机，与其他需要少量光线产生影像的夜视系统不同，其完全不需要任何光，在夜间以及恶劣气候条件下，红外热成像监控设备可以对各种目标，如人员、车辆等进行监控，这使它成为人们在全黑环境、黑暗的夜晚监控的完美工具。
[0018]优选地，所述显示部件，为智能电子眼镜，将图像显示在智能电子眼镜镜片上。由于观测环境不确定、观测情况瞬息万变且观测时间较长，采用所述显示部件可在最短的时间内将观测信息展示给工作人员，可有效减轻工作人员的疲劳度，让工作人员可以专注于图像的观察和分析。具体的，所述智能电子眼镜，通过弹簧线、直插接头与所述供电部件连接，通过内部WIFI模块、无线网络与观测部件连接，可将观测部件采集的图像信号实时显不。
[0019]优选地，所述机械部件为方便观测部件拆卸和安装的铝合金底座，保证所述观测部件可以方便地装卸，装上的时候牢固不松动，拆卸的时候不需要额外工具。
[0020]优选地，所述供电部件采用方便拆卸的标准电池，通过弹簧电源线与所述显示部件、所述控制部件、所述观测部件连接。
[0021]本实用新型是一种被动红外夜视仪，与微光夜视仪一样，热成像摄像机工作时不需要附加的光源，是一种被动夜视仪。被动红外夜视仪利用景物本身各部位的温差及景物与背景间的温差来成像，即通过直接接收目标物体自身发出的红外光来成像。本实用新型采用上述各系统之间的配合，设计合理，可获取目标的红外视频信息并清晰准确地展现给工作人员，并解决【背景技术】中所述的问题。
[0022]与现有其他夜视仪相比，本实用新型的突出优点是:
[0023]1、能实现全天候观察:由于红外线(特别是8?14微米波长的红外线)在大气中的传输能力强，使红外热观测部件无论白天、黑夜都具有较强的透过浑浊空气和烟、雾、雨、雪进行观察的能力。看到烟幕后面遮挡的目标，而且不怕强光，适合在复杂、恶劣的环境中使用。[〇〇24]2、能揭露目标的伪装并显示目标的工作状态:由于红外观测仪是靠探测目标与背景之间的热辐射差异(温差)去识别目标，因而具备识别伪装的特殊能力，并且刚发射过的枪、炮管尤其显而易见，还可以判断出哪些车辆(飞机)是正在发动和刚刚停驶的，哪些是一直停放的。如果目标离开不久，还能通过“热痕迹”看到它们留下的“影子”，从而判断出人员及武器装备的动向。
[0025]3、观测距离较微光式更远:由于红外线(特别是8?14微米波长的红外线)在大气中的传输能力强，因而探测距离更远。
[0026]4、设备重量小便于携带。
[0027]5、整个设备具备模块化、小型化、易穿戴化、人性化等特点，方便工作人员装卸、使用，不会明显增加观测人员的使用负担，并兼顾人性化设计，提高观测人员的舒适性。
[0028]6、还应具备一定的记录功能，方便工作人员进行保存有价值信息。【附图说明】
[0029]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0030]图1为本实用新型的系统结构框图；[〇〇31]图中:观测部件1、显示部件2、控制部件3、供电部件4、机械部件5。【具体实施方式】
[0032]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本实用新型的保护范围。[〇〇33]如图1所示，一种便携式红外夜视仪，包括观测部件1、显示部件2、控制部件3、供电部件4、机械部件5。其中，所述观测部件1的视频信号输出端与显示部件2的视频信号输入端相连，所述的控制部件3的控制信号输出端与观测部件1的控制信号输入端相连，所述的供电部件4的电源输出端与观测部件1的电源输入端、显示部件2的电源输入端、控制部件3的电源输入端相连，机械部件5与观测部件1固定连接;其中:
[0034]所述观测部件1，与所述控制部件和显示部件连接，所述观测部件采用热成像摄像机，通过探测温度差异，将温度差异转换成实时的视频图像；[〇〇35]所述显示部件2,与所述观测部件连接，将所述观测部件的图像进行显示；[〇〇36]所述控制部件3,用于控制所述观测部件1，为使用者提供各种功能选择；
[0037]所述供电部件4,为所述控制部件、观测部件和显示部件提供电力支持；
[0038]所述机械部件5，用于固定观测部件。
[0039]在一优选实施例中，所述观测部件1，采用热成像摄像机，又叫热像仪，是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号，经过红外光学系统红外探测器的光敏源上利用电子扫描电路对被测物的红外热像进行扫描转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热图像。热成像摄像机通过探测微小的温度差别，将温度差异转换成实时的视频图像。与其他需要少量光线产生影像的夜视系统不同， 其完全不需要任何光，这使它成为人们在全黑环境、黑暗的夜晚监控的完美工具。
[0040]在夜间以及恶劣气候条件下，热成像摄像机可以对各种目标，如人员、车辆等进行监控。由于大气对波长为3?5wii和8?14wii以外的红外线有强烈的衰减作用，所以实际上热像仪主要工作在3?5ym和8?14ym两个红外波段。在本实用新型一实施例中，观察目标主要为人员和车辆，而人员和车辆的红外波段主要为8?14mi，因此选用的目镜为远红外波段。 [0041 ]在一优选实施例中，所述观测部件1内部自带小型WIFI模块，可以构建一个小型局域网，通过局域网与所述控制部件3、显示部件2连接，便于控制部件3和显示部件2接入传输控制信号和视频信号。在一些实施例中，所述观测部件1可以包含FPGA芯片、DSP芯片或ARM 芯片来实现。[〇〇42]在一优选实施例中，所述显示部件2采用智能电子眼镜，智能电子眼镜是一种增强现实型穿戴式设备，可在用户面前展现实时图像，由于观测情况瞬息万变，观测环境相对恶劣且观测时间较长，因此采用显示部件2可有效减轻工作人员的疲劳度，有利于工作人员分析、收集有效信息。所述智能电子眼镜利用的是光学反射投影原理，即微型投影仪先将光投射到一块反射屏上，而后通过一块凸透镜折射到人体眼球，实现所谓的“一级放大”，在人眼前形成一个足够大的虚拟屏幕，可以显示简单的文本信息和各种数据。[〇〇43]在一优选实施例中，所述显示部件2内部自带WIFI模块，可以接入所述观测部件1 构建的小型局域网中，通过局域网接收视频信号。使用WIFI模块收视频信号，可以去除系统外露视频线，减小系统重量，便于携带。
[0044]在一优选实施例中，所述控制部件3提供开关机、放大图像、缩小图像、调整视野、 记录信息等功能。所述控制部件3内部自带WIFI模块，可以接入所述观测部件1构建的小型局域网中，通过局域网传输控制信号给所述控制部件3。使用WIFI模块传输控制，可以去除系统外露控制线，减轻了所述控制部件3重量，使得所述控制部件3更为轻薄。所述控制部件 3采用可穿戴设计，通过粘带可将所述控制部件3穿戴于手臂上，并可以根据需要调整位置， 充分考虑了人性化设计。在一些实施例中，所述控制部件采DSP芯片或ARM芯片来实现。
[0045]在一优选实施例中，所述供电部件4通过弹簧电源线为所述控制部件3、所述观测部件1、所述显示部件2提供电源，供电部件4的储能设备可以采用锂电池，供电电压采用 12VDC。
[0046]在一优选实施例中，夜视仪采用头盔的外形设计，所述机械部件5用于固定观测部件1于头盔上，在头盔上预留两个M3螺纹孔，将机械卡槽固定于头盔上，所述显示部件2的底部预留有卡位，使用时按下卡槽弹簧按钮，将所述观测部件1的固定于机械卡槽中；结束使用时，按下卡槽弹簧按钮，可将观测部件1方便地取下。[〇〇47]所述机械部件5可保证观测部件1和近眼显示部件2可以方便地装卸，装上的时候牢固不松动，拆卸的时候不需要额外工具;机械部件5采用轻质材料制作，不会明显增加整机系统重量。[〇〇48]本实用新型采用上述各系统之间的配合，设计合理，可获取目标的红外视频信息并清晰准确地展现给工作人员，以及解决存储问题等，上述各部件以及处理器、控制器等均可以采用现有技术实现。
[0049]本实用新型是能够在夜间有效观察红外区域目标的红外夜视仪，通过观测部件探测物体发出的红外辐射信号，并在显示部件中显示探测目标。整个夜视仪具备模块化(整个产品可分为如图1所示的5个部件，任何部件损坏后可以直接更换，而不用更换整个产品)、 小型化、易穿戴化、人性化等特点，方便工作人员携带、装卸、使用，不会明显增加工作人员的使用负担，并兼顾人性化设计，提高工作人员的舒适性。系统还应具备目标放大、记录功能，方便工作人员进行拍照、录像等记录工作。
[0050]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影响本实用新型的实质内容。
【主权项】
1.一种便携式红外夜视仪，其特征在于，包括观测部件、显示部件、控制部件、供电部件 和机械部件;其中:所述观测部件，与所述控制部件和显示部件连接，所述观测部件采用热成像摄像机，通 过探测温度差异，将温度差异转换成实时的视频图像；所述显示部件，与所述观测部件连接，将所述观测部件的图像进行显示；所述控制部件，用于控制所述观测部件，为使用者提供各种功能选择；所述供电部件，为所述控制部件、观测部件和显示部件提供电力支持；所述机械部件，用于固定观测部件。2.根据权利要求1所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述观测部件自带WIFI 模块，能构建一个小型局域网，通过局域网与所述控制部件、显示部件连接。3.根据权利要求2所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述观测部件包含FPGA 芯片、DSP芯片或ARM芯片。4.根据权利要求1所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述控制部件为可穿戴 设计。5.根据权利要求4所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述控制部件自带WIFI 模块，通过所述观测部件构建的局域网与所述观测部件连接。6.根据权利要求4所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述控制部件采用DSP 芯片或ARM芯片来实现。7.根据权利要求1所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述显示部件，为智能 电子眼镜。8.根据权利要求7所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述智能电子眼镜，通 过弹簧线、直插接头与所述供电部件连接，通过内部WIFI模块、无线网络与观测部件连接， 将观测部件采集的图像信号实时显示。9.根据权利要求1-8任一项所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述机械部件 为方便观测部件拆卸和安装的铝合金底座。10.根据权利要求1-8任一项所述的一种便携式红外夜视仪，其特征在于，所述供电部 件采用方便拆卸的标准电池，通过弹簧电源线与所述显示部件、所述控制部件、所述观测部 件连接。
【文档编号】H04N7/18GK205622773SQ201620380466
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】张焕芹, 张波, 阳文灿
【申请人】上海融军科技有限公司