专利名称：单物镜多波段视频望远镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光电望远镜，特别是指一种单物镜多波段视频望远镜。
背景技术：
现有技术中的常规光学望远镜从发明至今约四百年的历史，其基本工作原理仍是景物或目标由物镜转换成的光学像，经棱镜传像供目镜观察，全过程就是景物或目标光学像的传送放大过程，这种望远镜方式存在有以下的缺陷1.人眼视觉的适应性，是指人眼适应视场亮度变化的一系列生理过程；比如过暗环境中的物体人眼看起来很吃力，有时甚至分辨不出是什么东西，而在过强的光线下人眼会产生疼痛的感觉，甚至发生日盲、雪盲等眼底烧伤现象。人们在很黑的环境里，伸手不见五指。景物亮度降低会失去色感，常见的现象有两种，比如黑夜看到的景物是灰暗的，又比如用望远镜看远方的景物，若是通光口径不够大的话，即使在阳光明媚的日子，景物也是暗灰的，彩色信息丢失了。对于外界光强缓慢变化人们不会有目眩的感觉，然而瞬间的光强变化人眼是受不了的，比如你从暗室里走到太阳底下不可能立刻看清周围的物体，或是在黑夜里眼前发生强烈的爆炸，出即便是爆炸已结束，由于强光的作用对人的眼睛有一定的伤害，同时你还得需要过一段时间眼睛才能复明，看清楚所要观察的目标，可是说不定在这个时间间隔内，你最需要观测到的情况发生了，而你确没有观察到。
2.人眼视觉波段限于可见光，太阳光投射到地球表面的光谱范围是很宽的，包括有紫外光、可见光、短波红外光、中波红外光、长波红外光，除此太阳外，还有其他恒星及许多人造光源的辐射也不限于可见光，人眼仅对可见光敏感。可见光波段范从0.38～0.78μm，人眼最敏感区域处在0.555μm为中心的黄绿光区，由于人的眼睛可视范围的制约，人们利用夜幕、烟雾或天气的变化来掩护自己的行动，而现有技术的望远镜是不能够观测到的。
3.人眼分辨力的客观因素。人眼能识别两个发光点的最小角距离称为人眼的角分辨力，一般说来人眼的角分辨率为1′(′，角分)影响人眼分辨力除了自身生理构造之外，目标的亮度和对比度是其主要环境因素。我们先用两组实测数据来说明目标亮度的因素若在无月光的晴朗夜晚，照度是0.001Lx，人眼分辨率为17′，当白天的照度是500Lx时，分辨率为0.7′，两者相差25倍；然后我们用下面的数据说明目标对比度的因素当白背景的亮度为0.0341cd/m2，目标对比度为76.2％，分辨率是3.7′，保持背景强度不变，对比度为15.5％，分辨率是14′，降低了约3倍。
因此，作为目视型传统的光学望远镜，随着现代光电技术的发展，应在下面的四个方面有所进步一、要将传统的光学观察改变为光电观察；二、要适应人眼的视觉特征；三、要能够突破气象能见度的限制；四、实现全天候观察。
发明内容
本发明克服了传统光学望远镜存在的一些缺陷，提供了一种具有单物镜多波段的视频望远镜，变传统的纯光学观察为光电观察，使其更适应人眼视觉特性，在不良能见度下有更远视距，夜间也不丧失观测能力可便携的光电望远镜。
本发明采用下述技术方案一种单物镜多波段视频望远镜，它包括有单物镜、微型成像组件、控制处理电路和目镜，所述单物镜后面设置有微型成像组件及目镜；它还包括有孔径光阑、光路过渡段、彩色微型显示组件；所述孔径光阑和光路过渡段依次设置在单物镜的后面，彩色微型显示组件设置在目镜前面，孔径光阑置于微型成像组件前方，该孔径光阑调整经单物镜进入的被观察物体光的光通量，被观察物体光通过光路过渡段，使其成像于设置在焦平面上的微型成像组件上，将焦平面上形成的被测物体光的成像经微型成像组件在光电作用下形成电荷图像，并转换为图像信号，通过控制处理电路连接到彩色微型显示组件中显示出来，经目镜传送到观测者眼中。
它工作的光波波长范围是0.38-2.5μm。
所述孔径光阑上设置有光阑调节手柄。
所述彩色微型显示组件和目镜也可以设置为两个，其两个所述彩色微型显示组件分别设置在左目目镜和右目目镜的前方，所述彩色微型显示组件上呈现的图像中，通过控制处理电路叠加有分划板。
所述光路过渡段与微型成像组件之间还设置有多波段滤光片组。
本发明单物镜多波段视频望远镜，在使用时，可以根据气候的变化和现场能见度的需要，选择不同的工作方式。
1.在正常的日光下，通过本发明的单物镜多波段视频望远镜，在可见光波段进行工作，它能把外界的十万倍光强动态范围快速压缩到几十倍以至十倍之内，不会使人眼进入亮适应或暗适应的短暂失明状态，避免丢失不该缺少的情报信息，也可减小强光对人眼的冲击；根据需要选则对比度增强措施，提升目标的反差和对背景进行补偿。为人眼提供合适的视场亮度，使眼睛处于的最佳的分辨力状态；2.当气候条件不好，由于空气中尘埃，微小悬浮物和阴雨天气时，可以采用近红外波段工作，打开多波段滤光片组，选择适合的红外光波段进行工作，可以突破气象能见度的限制，其视距可达到常规望远镜的1.5以上，拓展了在气候条件不好的情况下的人眼的视距。
3.在夜晚时，本发明通过开启附设的主动激光光源，在红外光波段进行工作，可迅速、准确的发现和识别黑夜或暗环境中的目标。
本发明涉及的单物镜多波段视频望远镜的有益效果是通过本技术方案，变传统的纯光学观察为光电观察，所述设置的孔径光阑，可以有效的调整光通量的大小，提高了人眼视觉的适应性；采用光路过渡段的设置，提高了光路的密封性，可以在变换不同的工作波长下工作，以达到适应全天候工作的需要和实现突破能见度的观察；能将图像信号和音频信号进行无线发送，光电望远镜同时还保持了光学望远镜的一些优点，例如可手持观察，携带方便和体积小、重量轻等特点，可以适用于各种条件环境下工作。
图1为本发明的单物镜多波段视频望远镜结构示意图。
图中1单物镜、2物镜安装筒、3光阑安装座、4孔径光阑、5光阑调节手柄、7滤光片盘拨动杆、8滤光片盘固定座、9控制处理电路、10壳体、11微型成像组件安装盒体、13微型成像组件、14右目彩色显示屏组件、15右目目镜、17光路过渡段、18锂电池组、20滤光片盘、22左目彩色显示屏组件、23左目目镜、24转动轴。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
具体实施例方式
如图中所示为本发明中的一个具有双目镜和双彩色显示屏组件的实施例，本发明的单物镜多波段视频望远镜中所述的单物镜1固定在物镜安装筒2的前端，物镜安装筒2内壁设有螺纹，光阑安装座3的外壁也设有相配合使用的螺纹，物镜安装筒2与光阑安装座3以此螺纹相联接。孔径光阑4镶嵌在光阑安装座3的后端，光阑安装座3的后端缘上方开设一个120°的圆弧槽，其光阑调节手柄5安装在圆弧槽中。光路过渡段17的大端采用法兰盘与光阑安装座3的后端面相接，光路过渡段17的小端与微型成像组件安装盒体11相连，同时在光路过渡段17小端的端部圆盘上穿过一根与光轴平行的旋转轴24，旋转轴24的一端把滤光片盘20置于紧靠微型成像组件13的前方，另一端有一个拨动滤光片盘的拨动杆7使得滤光片盘20联动；滤光片盘20与光路过渡段17后端部圆盘之间设有定位机构，以保证滤光片的中心轴线和光轴重合，壳体10的后部是目镜装置，它是由右目目镜15、右目彩色显示屏组件14、左目目镜23、左目彩色显示屏组件22构成。在光路过渡段17的两侧及CCD微型成像组件13后部的壳体10的空间内放置控制处理电路9插件。
本实施例工作光波波长范围是0.38-2.5μm，外界景物或目标通过单物镜1，经孔径光阑4调节光通量经由光路过渡段17成像在单物镜1的焦面上。焦面的位置上设有微型成像组件13的图像传感器，传感器的响应波长为0.38～2.5μm，其工作波长分成多波段，0.38～0.78μm为可见光波段及0.78～2.5μm的短波红外光谱中若干波段，根据需要，任何时候图像传感器根据当时当地的气象条件，只工作在某一波段，波段的选取是由滤光片盘20来完成，该滤光片盘20紧邻微型成像组件的图像传感器安装。微型成像组件13把被观察物体光像进行光电耦合作用形成电荷图像，微型成像组件中的读出电路读出与被观察物体光像一一对应的电荷，形成了视频信号，经放大、合成后以复合视频信号的方式送入嵌入式音视频处理模块，该模块接受外部一键式命令完成波段切换、音视频信号处理等项任务。从嵌入式视频处理模块输出的视频信号已完成直流电平转换、对比度增强、背景电平补偿。
其壳体10内设置有锂电池组18，其壳体10外挂装有主动激光脉冲发射装置，作为夜间和暗环境中寻找跟踪目标和目标照明。
本发明为实现更多的使用功能，在壳体10上还分别设置有音视频收发接口、复合视频输出接口和电源充电接口，通过接口与外挂的设备相连接，实现无线传输，向后方人员进行图像和声音通信。
可以采用多个微型成像组件，通过多边形反射棱镜，以响应可见光、短波红外等多个波段。
权利要求
1.一种单物镜多波段视频望远镜，它包括有单物镜、微型成像组件、控制处理电路和目镜，所述单物镜后面设置有微型成像组件及目镜；其特征在于它还包括有孔径光阑、光路过渡段、彩色微型显示组件；所述孔径光阑和光路过渡段依次设置在单物镜的后面，彩色微型显示组件设置在目镜前面，孔径光阑置于微型成像组件前方，该孔径光阑调整经单物镜进入的被观察物体光的光通量，被观察物体光通过光路过渡锥体，使其成像于设置在焦平面上的微型成像组件上，将焦平面上形成的被测物体光的成像经微型成像组件在光电作用下形成电荷图像，并转换为图像信号，通过控制处理电路连接到彩色微型显示组件中显示出来，经目镜传送到观测者眼中。
2.根据权利要求1所述的单物镜多波段视频望远镜，其特征在于它工作的光波波长范围是0.38-2.5μm。
3.根据权利要求1或2所述的单物镜多波段视频望远镜，其特征在于所述孔径光阑上设置有光阑调节手柄。
4.根据权利要求3所述的单物镜多波段视频望远镜，其特征在于所述彩色微型显示组件和目镜也可以设置为两个，其两个所述彩色微型显示组件分别设置在左目目镜和右目目镜的前方，所述彩色微型显示组件上呈现的图像中，通过控制处理电路叠加有分划板。
5.根据权利要求1所述的单物镜多波段视频望远镜，其特征在于所述光路过渡锥体与微型成像组件之间还设置有多波段滤光片组。
全文摘要
本发明涉及的单物镜多波段视频望远镜，它包括有单物镜、微型成像组件、控制处理电路和目镜，所述单物镜后面设置有微型成像组件及目镜；它还包括有孔径光阑、光路过渡段、彩色微型显示组件；所述孔径光阑和光路过渡段依次设置在单物镜的后面，彩色微型显示组件设置在目镜前面，孔径光阑置于微型成像组件前方；通过本技术方案，将传统的光学望远镜的光学观察变为光电观察，它可以适应全天候的工作需要，更加适合人眼的视觉特征，突破气象能见度的限制，并能将图像信号和音频信号进行无线发送，同时还保持了光学望远镜可以手持观察，携带方便和体积小重量轻的特点，可以适用于各种条件下工作。
文档编号G02B23/00GK101063746SQ20061001181
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月28日 优先权日2006年4月28日
发明者徐潮 申请人:北京佳士凯科技中心