УСТРОЙСТВО НОЧНОГО ВИДЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК G02B13/14 G02B13/16 G02B15/12 G02B15/14 G02B7/28 H04N5/222 H04N5/225 H04N5/232 H04N5/33 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оптической технологии, в частности, к устройству ночного видения.

Уровень техники

Устройства ночного видения широко используются в рискованном мероприятии, полевой разведке и военном деле и т.д.

В ранних устройствах ночного видения нет вспомогательного источника света, и используется термическое формирования изображения, посредством которого изображения, полученные посредством термического формирования изображений, получаются через восприятие длины волны излучения черного тела и преобразуются в изображения, видимые человеческому глазу через дисплей. Для устройств этого периода необходимо сложное средство охлаждения, их размер является большим, а расстояние ночного видения - коротким.

С усовершенствованиями в светочувствительной микросхеме и светодиодном (LED) освещении было предложено устройство ночного видения, использующее инфракрасный LED в качестве вспомогательного источника света, в котором, как правило, используется телескопическая линза, изображения получаются с помощью светочувствительной микросхемы и отображаются на жидкокристаллическом дисплее (LCD), и фиксированная структура вывода света, как правило, используется вспомогательным источником света. В случае, когда улучшение качества изображения устройства ночного видения представляется желательным, разрешение светочувствительной микросхемы необходимо увеличивать, что будет приводить к снижению чувствительности, и, тем самым, сокращению расстояния ночного видения. В случае, когда изменение масштаба используется для того, чтобы увеличивать расстояние ночного видения, вспомогательный источник света должен иметь соответствующее расстояние освещения, что будет приводить к увеличению в числе светильников для того, чтобы увеличивать энергию освещения. Однако, когда фокусное расстояние сокращается, будет возникать потеря энергии.

Раскрытие изобретения

Устройство ночного видения согласно настоящему изобретению может включать в себя первую светочувствительную микросхему, которая может быть, по меньшей мере, чувствительна к инфракрасному свету, первую линзовую группу, которая может быть использована, чтобы формировать изображение на первой светочувствительной микросхеме, первый дисплей, который может быть использован, чтобы отображать изображения, собранные посредством первой светочувствительной микросхемы, и систему управления, которая может быть использована, чтобы регулировать диапазон формирования изображений первой светочувствительной микросхемы посредством оптического масштабирования и/или цифрового масштабирования. Устройство ночного видения может дополнительно включать в себя вспомогательный блок освещения, который может включать в себя вспомогательный источник света и светонаправляющую полость. Вспомогательный источник света может быть, по меньшей мере, выполнен с возможностью испускать инфракрасный свет. Свет, испускаемый вспомогательным источником света, может испускаться через светонаправляющую полость. Светонаправляющая полость может иметь подвижный компонент регулирования, который может быть использован для регулирования диапазона излучения испускаемого света вручную или автоматически посредством системы управления. Диапазон излучения может регулироваться согласно диапазону формирования изображений первой светочувствительной микросхемы.

В устройстве ночного видения согласно настоящему изобретению, поскольку диапазон излучения вспомогательного источника света регулируется согласно диапазону формирования изображений светочувствительной микросхемы посредством регулирования подвижного компонента регулирования вручную или автоматически, энергия вспомогательного источника света может быть использована на виде, который должен быть изображен, полностью и эффективно. Расстояние ночного видения и качество изображения могут быть увеличены без изменения уровня аппаратных средств (разрешения светочувствительной микросхемы и возможности освещения вспомогательного источника света).

Конкретные примеры согласно настоящему изобретению будут описаны подробно ниже со ссылкой на чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 схематично показывает переднюю сторону устройства ночного видения в варианте осуществления 1;

Фиг. 2 схематично показывает заднюю сторону устройства ночного видения в варианте осуществления 1;

Фиг. 3 схематично показывает вспомогательный блок освещения в варианте осуществления 1;

Фиг. 4 схематично показывает другой вспомогательный блок освещения в варианте осуществления 1;

Фиг. 5 схематично показывает переднюю сторону устройства ночного видения в варианте осуществления 2;

Фиг. 6 схематично показывает заднюю сторону устройства ночного видения в варианте осуществления 2; и

Фиг. 7 схематично показывает устройство ночного видения в варианте осуществления 3.

Осуществление изобретения

Вариант осуществления 1

Фиг. 1 и фиг. 2 схематично показывают вариант осуществления устройства ночного видения согласно настоящему изобретению, которое может включать в себя первую светочувствительную микросхему, первую линзовую группу 101, первый дисплей 102, систему обработки изображений, систему управления и вспомогательный блок 103 освещения. Первая светочувствительная микросхема, система обработки изображений и система управления могут быть размещены в корпусе 104 устройства ночного видения.

Первая светочувствительная микросхема может, по меньшей мере, воспринимать инфракрасный свет. Например, может быть использована обычная светочувствительная микросхема высокого разрешения, т.е., светочувствительная микросхема, используемая в обычной цифровой камере. Посредством этого вида светочувствительной микросхемы может быть обнаружен свет в широком спектральном диапазоне, включающий в себя инфракрасный свет и видимый свет. Кроме того, ее высокое разрешение может также предоставлять возможность применения цифрового масштабирования.

Первая линзовая группа может быть использована для формирования изображений на первой светочувствительной микросхеме, и может быть линзовой группой с фиксированной фокусировкой с фиксированным увеличением или линзовой группой с переменным фокусным расстоянием с регулируемым увеличением. Предпочтительно, первая линзовая группа может дополнительно иметь возможность автофокусирования, и система управления может автоматически регулировать фокусное расстояние между первой линзовой группой и первой светочувствительной микросхемой на основе расстояния объекта, который должен наблюдаться, и коэффициентом масштабирования первой линзовой группы.

Первый дисплей может быть использован, чтобы отображать изображения, полученные посредством первой светочувствительной микросхемы. Светочувствительная микросхема может воспринимать инфракрасный свет, невидимый или трудно видимый человеческому глазу, и формировать данные изображения, которые могут быть отображены на дисплее в форме черно-белых изображений, тем самым, получая ночное видение. В настоящем изобретении первый дисплей может быть двухмерным жидкокристаллическим дисплеем. В случае, когда он используется, только чтобы добиваться ночного видения, может быть использован черно-белый дисплей.

Система формирования изображений может быть использована, чтобы обрабатывать данные изображений, собранные посредством первой светочувствительной микросхемы. В настоящем изобретении, по меньшей мере, одна из системы обработки изображений и первой линзовой группы может иметь возможность масштабирования. Первая линзовая группа может иметь возможность оптического масштабирования, а система обработки изображений может иметь возможность цифрового масштабирования. Конечно, как также известно, они могут также иметь оба из двух видов возможности масштабирования.

Система управления может включать в себя устройство логической обработки, которое может выполнять функции управления, и его периферийные схемы. Система управления может управлять различными компонентами устройства ночного видения, выполняя инструкции. Специалист в области техники хорошо знает, как конфигурировать программное обеспечение и аппаратные средства, чтобы выполнять обычные функции управления, нужные для устройства ночного видения, такие как управление сбором изображений светочувствительной микросхемы и отображение дисплея, управление блоком подачи питания, чтобы подавать питание к желаемому компоненту, и т.д. Составляющие блоки, формирующие систему управления, могут быть централизованно размещены в одном и том же местоположении, или дискретно размещены в различных местоположениях в корпусе. Все функции управления могут выполняться одним процессором, или совместно выполняться множеством процессоров.

В настоящем варианте осуществления система управления может, по меньшей мере, иметь возможность управления для регулирования коэффициента оптического масштабирования или коэффициента цифрового масштабирования для того, чтобы регулировать диапазон формирования изображений светочувствительной микросхемы. Конечно, когда используется оптическое масштабирование, желательно, чтобы первая линзовая группа имела соответствующую возможность, а когда используется цифровое масштабирование, желательно, чтобы система обработки изображений имела соответствующую возможность. Система управления может также управлять оптическим масштабированием и цифровым масштабированием в одно и то же время для того, чтобы регулировать диапазон формирования изображений светочувствительной микросхемы в большем диапазоне. Диапазон формирования изображений в данном документе может быть диапазоном вида, соответствующего эффективным изображениям, отображаемым на дисплее, размер которых может быть представлен углом поля обзора. Как хорошо известно, угол поля обзора светочувствительной микросхемы может быть отрицательной корреляцией с фокусным расстоянием (включающим в себя оптическое фокусное расстояние и цифровое фокусное расстояние). Чем длиннее фокусное расстояние, тем меньше угол поля обзора.

Вспомогательный блок освещения может включать в себя вспомогательный источник света, который может испускать инфракрасный свет, и светонаправляющую полость, которая может направлять и испускать луч света, испускаемый вспомогательным источником света. Светонаправляющая полость согласно настоящему изобретению может включать в себя подвижный компонент регулирования, который может быть использован, чтобы регулировать диапазон излучения испускаемого света вручную или автоматически посредством системы управления. Диапазон излучения может регулироваться согласно диапазону формирования изображений светочувствительной микросхемы. Согласно анализу выше, при различных коэффициентах масштабирования, светочувствительная микросхема может иметь различные диапазоны формирования изображений (угол поля обзора). Следовательно, регулируя диапазон излучения вспомогательного источника света так, чтобы он соответствовал диапазону формирования изображений, энергия вспомогательного источника света может быть использована более эффективно. Диапазон излучения, регулируемый согласно диапазону формирования изображений, в данном документе может ссылаться на диапазон излучения, являющийся таким же или почти таким же с диапазоном формирования изображений. Например, в случае, когда коэффициент масштабирования является большим, наблюдается отдаленный объект с небольшим углом поля обзора, и испускаемый свет может быть правильно сфокусирован, так что отдаленный объект может быть освещен лучше. В случае, когда коэффициент масштабирования является небольшим, наблюдается близкий объект с большим углом поля обзора, и испускаемый свет может правильно расходиться для того, чтобы охватывать весь диапазон наблюдения. Специалист в области техники поймет, что различные подвижные компоненты регулирования могут быть спроектированы на основе существующего знания о регулировании оптического пути для того, чтобы изменять оптическую структуру светонаправляющей полости, чтобы регулировать диапазон излучения выводимого светового луча. Регулирование в структуре светонаправляющей полости может быть выполнено посредством регулирования подвижного компонента регулирования вручную, или может также быть выполнено системой управления посредством синхронного автоматического регулирования подвижного компонента регулирования на основе текущего фокусного расстояния, когда система выполняет масштабирование или автоматическое управление фокусировкой.

Вспомогательный источник света может быть, например, инфракрасным LED. Испускаемый инфракрасный свет может включать в себя видимый и невидимый инфракрасный свет. Видимый инфракрасный свет в данном документе может, в целом, ссылаться на инфракрасный свет, длина волны которого находится в диапазоне 800-920 нм. Невидимый инфракрасный свет в данном диапазоне может, в целом, ссылаться на инфракрасный свет, длина волны которого больше 920 нм. В некоторых вариантах осуществления вспомогательный источник света может также формировать видимый свет.

Для большинства практических применений, в случае, когда поперечное (т.е., в направлении, перпендикулярном оптической оси) расстояние между вспомогательным блоком освещения и линзой гораздо меньше расстояния между вспомогательным блоком освещения и наблюдаемым объектом, может приближенно считаться, что оптическая ось света, испускаемого вспомогательным блоком освещения, согласуется с оптической осью светочувствительной микросхемы. Следовательно, в варианте осуществления, соответствие между диапазоном излучения света и диапазоном формирования изображений может быть достигнуто посредством регулирования угла расхождения света, так что угол расхождения соответствует углу поля обзора светочувствительной микросхемы при различных фокусных расстояниях. Фиг. 3 показывает вспомогательный блок освещения согласно настоящему изобретению, описанному в настоящем варианте осуществления, который может включать в себя световой LED-щит 1031, используемый в качестве вспомогательного источника света, и светонаправляющую полость. Световой LED-щит может быть снабжен множеством инфракрасных LED 1032. Внутренняя стенка светонаправляющей полости может иметь отражающую способность, которая может быть достигнута посредством формирования внутренней стенки с помощью отражающих материалов или нанесения отражающей пленки на внутреннюю стенку. Светонаправляющая полость может включать в себя часть 1033 сбора света и направляющий волновод 1034, которые сообщаются друг с другом. Световой LED-щит может быть заключен в часть сбора света и испускать свет через направляющий волновод, сообщающийся с частью сбора света. Направляющий волновод может быть использован в качестве подвижного компонента регулирования и может быть телескопическим. Телескопическая часть 1035 может регулироваться вручную. Например, телескопическая часть может быть оборудована неподвижной частью в резьбовом соединении, длина которой может регулироваться посредством ручного вращения. В качестве другого примера, телескопическая часть может быть оснащена муфтой внутри или снаружи неподвижной части в плотной посадке, длина которой может регулироваться посредством вытягивания или вталкивания рукой. Телескопическая часть направляющего волновода может также автоматически управляться посредством системы управления. Предпочтительно, полиэдрический ультразвуковой мотор может быть использован, чтобы выполнять телескопирование направляющего волновода. Используемый полиэдрический ультразвуковой мотор может применять принципы и структуры, описанные в заявке на патент Китая с номером публикации CN 1873455A и озаглавленной "An integrated optical equipment focus/zoom system". Использование ультразвукового мотора, чтобы приводить в движение направляющий волновод, может иметь преимущества высокой точности, низкого потребления энергии и отсутствия шума, и т.д. Неподвижная часть направляющего волновода может быть использована в качестве статора ультразвукового мотора. Телескопическая часть направляющего волновода может быть использована в качестве подвижного механизма ультразвукового мотора или может приводиться в движение посредством подвижного механизма. Телескопическая часть направляющего волновода может выдвигаться посредством спирального движения или посредством перемещения в осевом направлении, в то же время являясь неподвижной в радиальном направлении. Система управления может управлять направляющим волноводом для вытягивания или втягивания, управляя направлением вращения ультразвукового мотора. Когда направляющий волновод вытягивается, угол расхождения испускаемого света может быть уменьшен и использован, чтобы соответствовать небольшому углу поля обзора. Когда направляющий волновод втягивается, угол расхождения испускаемого света может быть увеличен и использован, чтобы соответствовать большому углу поля обзора. Предпочтительно, автофокусирование первой линзовой группы может также быть приведено в действие посредством полиэдрического ультразвукового мотора.

Фиг. 4 показывает другой вспомогательный блок освещения согласно настоящему изобретению, описанный в настоящем варианте осуществления. По сравнению со структурами, показанными на фиг. 3, существует различие в том, что могут быть дополнительно предусмотрены две собирательных линзовых группы. Первая собирательная линзовая группа 1036 может быть расположена в телескопической части направляющего волновода, а вторая собирательная линзовая группа 1037 может быть неподвижно расположена на оптическом пути перед первой собирательной линзовой группой. Например, вторая собирательная линзовая группа может быть неподвижно расположена в местоположении, где часть собирания света соединяется с направляющим волноводом. Аналогично структурам на фиг. 3, телескопирование направляющего волновода может выполняться вручную или автоматически. С телескопированием направляющего волновода будет возникать относительное изменение позиции между двумя линзовыми группами, таким образом, изменяя степень расхождения выходящего света. По сравнению со структурами, показанными на фиг. 3, поскольку дополнительно предусматриваются две линзовые группы, возможность регулирования угла выхода света может быть увеличена, и высокопроизводительное вспомогательное освещение может быть достигнуто.

В настоящем варианте осуществления первый дисплей может быть черно-белым LCD. В других вариантах осуществления первый дисплей может также быть цветным LCD, а первая светочувствительная микросхема может дополнительно воспринимать видимый свет. В этом случае устройство ночного видения может дополнительно включать в себя подвижный инфракрасный фильтр. Подвижный инфракрасный фильтр может быть расположен между первой светочувствительной микросхемой и первой линзовой группой и выполнен с возможностью перемещаться в направлении, перпендикулярном оптической оси первой линзовой группы, так что, в случае подходящего освещения, устройство ночного видения может также быть использовано, чтобы получать цветное изображение для того, чтобы расширять ситуацию применения. Например, в течение дня, или когда интенсивность освещения является достаточной (что может быть определено посредством системы управления с помощью компонента измерения), инфракрасный фильтр может управляться, чтобы размещаться между светочувствительной микросхемой и линзовой группой. В этом случае устройство ночного видения находится в цветном режиме, и цветные изображения могут быть получены и отображены. Ночью, или когда интенсивность света является недостаточной, инфракрасный фильтр может управляться, чтобы перемещаться в сторону от оптического пути первой линзовой группы. В этом случае устройство ночного видения находится в инфракрасном режиме, и черно-белые изображения могут быть получены и отображены.

В некотором варианте осуществления устройство ночного видения может дополнительно включать в себя блок хранения, который может быть использован, чтобы хранить изображения, собираемые посредством светочувствительной микросхемы. Например, могут быть использованы подключаемая флэш-память, жесткий диск и магнитная память и т.д.

В некоторых вариантах осуществления устройство ночного видения может дополнительно включать в себя блок беспроводной связи для того, чтобы выполнять передачу данных с удаленным объектом посредством различных подходящих беспроводных соединений. Например, могут быть переданы изображения, собранные посредством светочувствительной микросхемы, или информация, относящаяся к изображению. Беспроводные соединения могут включать в себя, но не только, 2G/GPRS/3G/4G, WiFi, Bluetooth, 2,4 G, WiMax или другие стандартизированные или специализированные соединения.

Вариант осуществления 2

Фиг. 5 и фиг. 6 показывают другой вариант осуществления устройства ночного видения согласно настоящему изобретению. По сравнению с вариантом осуществления 1 существует различие в том, что предусматриваются два набора линзовой группы и светочувствительной микросхемы. Вариант осуществления 1 может рассматриваться как монокулярное устройство ночного видения, в то время как настоящий вариант осуществления может предоставлять бинокулярное устройство ночного видения, которое может включать в себя первую светочувствительную микросхему, вторую светочувствительную микросхему, первую линзовую группу 201, вторую линзовую группу 205, первый дисплей 202, второй дисплей 206, третий дисплей 207, систему обработки изображений, систему управления и вспомогательный блок 203 освещения. Первая светочувствительная микросхема, вторая светочувствительная микросхема, система обработки изображений и система управления могут быть размещены в корпусе 204 устройства ночного видения.

В настоящем варианте осуществления первая светочувствительная микросхема, первая линзовая группа, первый дисплей, система обработки изображений и вспомогательный блок освещения могут быть аналогичны первому варианту осуществления 1, а вторая светочувствительная микросхема, вторая линзовая группа и второй дисплей могут быть аналогичны первой светочувствительной микросхеме, первой линзовой группе и первому дисплею. Третий дисплей может быть стереодисплеем и использоваться, чтобы синтезировать изображения, собираемые посредством первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы, в стереоизображение и отображать стереоизображение. В настоящем варианте осуществления система управления может дополнительно, помимо выполнения функций, описанных в варианте осуществления 1, синхронно регулировать диапазоны формирования изображений первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы и выполнять функции вычисления и управления, связанные с формированием 3D-изображений. Поскольку предусматриваются как 2D-, так и 3D-дисплеи, устройство ночного видения настоящего варианта осуществления может иметь два различных режима использования, т.е., режим шлемофона и режим ручной съемки. В режиме шлемофона система управления может открывать первый дисплей и второй дисплей и закрывать третий дисплей. В этом случае устройство ночного видения может переноситься на голове пользователя (устройство ночного видения может иметь форму аналогичную капюшону). Пользователь может поднимать третий дисплей, и глаза могут соответственно наблюдать первый дисплей и второй дисплей. Стереоизображение может быть сформировано посредством зрения глаз. В полевых или подводных действиях этот режим использования может быть использован. В режиме ручной съемки пользователь может опускать третий дисплей, и система управления может закрывать первый дисплей и второй дисплей и открывать третий дисплей, чтобы отображать 3D-изображения непосредственно.

В других вариантах осуществления также может быть возможно, что предусматриваются только два 2D-дисплея, а стереодисплей исключен. Два 2D-дисплея могут соответственно использоваться, чтобы отображать изображения, собираемые посредством первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы. В этом случае устройство ночного видения может также быть использовано различными способами, т.е., использовано в качестве шлемофона и использовано для ручной съемки. В других вариантах осуществления также может быть возможно, что предусматривается только стереодисплей, который используется, чтобы синтезировать изображения, собираемые посредством первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы, в стереоизображение и отображать стереоизображение.

Для того, чтобы расширять использование устройства ночного видения, предпочтительно, система управления может дополнительно иметь функцию вычисления пространства, т.е., вычислять пространственное местоположение точки изображения относительно устройства ночного видения на основе соотношения между изображениями, собираемыми посредством первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы. Дополнительно предпочтительно, устройство ночного видения может дополнительно включать в себя блок спутникового позиционирования, такой как GPS-блок, который может быть использован, чтобы получать информацию о местоположении самого устройства ночного видения, и система управления может дополнительно использоваться, чтобы вычислять информацию о местоположении точки изображения на основе информации местоположения самого устройства ночного видения и пространственное местоположение точки изображения относительно устройства ночного видения. Объединяя трехмерное измерение расстояния и спутниковое позиционирование, может быть выполнено дистанционное измерение координат позиции наблюдаемого объекта с помощью устройства ночного видения, которое имеет ценность широкого применения. Например, оно может быть использовано в аэрофотосъемке, разметке карт, полевых спасательных операциях и воздушно-десантных операциях и т.д.

В настоящем варианте осуществления устройство ночного видения может аналогично быть снабжено блоком хранения и блоком связи и другими дополнительными узлами, которые не будут описываться снова.

Вариант осуществления 3

Фиг. 7 показывает другой вариант осуществления устройства ночного видения согласно настоящему изобретению. По сравнению с вариантом осуществления 1 главное различие существует в том, что предусматривается внешняя телескопическая линза. В настоящем варианте осуществления устройство ночного видения может включать в себя первую светочувствительную микросхему, первую линзовую группу 301, первый дисплей (не показан), систему обработки изображения, систему управления, вспомогательный блок 303 освещения, соединительную муфту 308 и телескопическую линзу 309. Первая светочувствительная микросхема, система обработки изображений и система управления могут быть размещены в корпусе 304 устройства ночного видения.

В настоящем варианте осуществления первая светочувствительная микросхема, первая линзовая группа, первый дисплей, система обработки изображений, система управления и вспомогательный блок освещения могут быть аналогичны тем, что описаны в варианте 1 осуществления. Соединительная муфта может быть сформирована с использованием резины или пластика и может быть использована для соединения телескопической линзы с первой линзовой группой для того, чтобы увеличить коэффициент масштабирования. Конец соединительной муфты, соединенный с телескопической линзой, может быть выполнен с разными размерами для того, чтобы соединять телескопические линзы с различными спецификациями или различными назначениями с первой линзовой группой, тем самым расширяя применение устройства ночного видения. Используемая телескопическая линза может быть обычным телескопом или астрономическим телескопом, или телескопическим оружейным прицелом. Она может быть использована для того, чтобы обеспечить не только ночное наблюдение, но также наблюдение в дневное время. В настоящем варианте осуществления первая линзовая группа может предпочтительно обладать возможностью автофокусирования высокой точности для того, чтобы удовлетворять требованиям точности фокусировки, после того как телескопическая линза соединяется муфтой. Автофокусирование, выполняемое посредством полиэдрического ультразвукового мотора, может удовлетворять таким требованиям.

В настоящем варианте осуществления устройство ночного видения может предпочтительно дополнительно включать в себя лазерный дальномер. Трубка 310 лазерного излучения лазерного дальномера может быть расположена в телескопической линзе. Оптическая ось лазера может быть параллельна оптической оси телескопической линзы. Лазерный дальномер может быть использован для измерения расстояния между центральной точкой изображения и устройством ночного видения. Детектор лазерного излучения в лазерном дальномере может быть расположен в корпусе устройства ночного видения. Лазерное излучение, испускаемое из трубки лазерного излучения, может указывать точку прицеливания и обнаруживаться посредством детектора лазерного излучения после отражения целевым объектом. Система управления устройства ночного видения может вычислять расстояние между устройством ночного видения и точкой прицеливания, указанной лазерным излучением, на основе временной разницы между испусканием и приемом лазерного излучения. В некоторых применениях знание расстояния до цели будет облегчать вычисление траектории.

Должно быть понятно, что внешняя телескопическая линза и лазерный дальномер устройства ночного видения в настоящем варианте осуществления могут также быть использованы в устройстве ночного видения в варианте 2 осуществления. Соответственно, монокулярная соединительная муфта может быть заменена бинокулярной соединительной муфтой (лазерный дальномер может быть только один) для того, чтобы расширять коэффициент масштабирования и дальность видимости бинокулярного устройства ночного видения. Кроме того, комбинация бинокулярного устройства ночного видения с лазерным дальномером может облегчить определение местоположения и расстояния до точки наблюдения.

Принципы и варианты осуществления настоящего изобретения были описаны со ссылкой на конкретные примеры. Однако, должно быть понятно, что вышеописанные варианты осуществления используются только для того, чтобы облегчить понимание настоящего изобретения, и не должны рассматриваться как его ограничения. Устройство ночного видения согласно настоящему изобретению может быть выполнено с различными формами и для различных целей. Например, оно может быть использовано как обычные очки ночного видения, очковый оружейный прицел ночного видения, противопожарные очки ночного видения, очки ночного видения для ведения горных работ или военные очки ночного видения и т.д. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что в вышеописанных вариантах осуществления могут быть сделаны изменения на основе концепций настоящего изобретения.

Изобретение относится к оптической технологии, в частности к устройству ночного видения. Устройство ночного видения содержит первую светочувствительную микросхему, первую линзовую группу (101), первый экран дисплея, систему обработки изображений и систему управления для регулирования диапазона формирования изображений первой светочувствительной микросхемы посредством регулирования изменения оптического масштабирования первой линзовой группы и/или цифрового масштабирования системы обработки изображений. Устройство ночного видения дополнительно содержит вспомогательный модуль (103) освещения, который содержит вспомогательный источник света и светонаправляющую полость; вспомогательный источник света, по меньшей мере, может испускать инфракрасный свет; световой луч, испускаемый вспомогательным источником света, испускается через светонаправляющую полость; светонаправляющая полость имеет подвижный компонент регулирования для регулирования диапазона излучения испускаемого светового луча вручную или посредством автоматического управления с помощью системы управления; и диапазон излучения регулируется согласно диапазону формирования изображений первой светочувствительной микросхемы. Светонаправляющая полость содержит часть (1033) сбора света и телескопический направляющий волновод (1034), которые сообщаются друг с другом. Технический результат - улучшение ночного видимого диапазона и качества формирования изображений без изменения уровня аппаратных средств. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство ночного видения, содержащее:

первую светочувствительную микросхему, которая, по меньшей мере, выполнена с возможностью обнаруживать инфракрасный свет;

первую линзовую группу (101, 201, 301), которая используется для формирования изображений на первой светочувствительной микросхеме;

первый дисплей (102, 202), который отображает изображение, собираемое посредством первой светочувствительной микросхемы;

систему обработки изображений, которая обрабатывает данные изображений, собираемые посредством первой светочувствительной микросхемы, при этом система обработки изображений обладает возможностью цифрового масштабирования, и/или первая линзовая группа обладает возможностью оптического масштабирования; и

систему управления, которая регулирует диапазон формирования изображений первой светочувствительной микросхемы посредством регулирования коэффициента оптического масштабирования первой линзовой группы и/или коэффициента цифрового масштабирования системы обработки изображений;

при этом устройство ночного видения дополнительно содержит:

вспомогательный блок (103, 203, 303) освещения, который содержит вспомогательный источник света и светонаправляющую полость, при этом

внутренняя стенка светонаправляющей полости обладает отражающей способностью, светонаправляющая полость содержит часть (1033) сбора света и направляющий волновод (1034), которые сообщаются друг с другом, вспомогательный источник света заключен в часть сбора света и испускает свет через направляющий волновод, сообщающийся с частью сбора света, и направляющий волновод используется в качестве подвижного компонента регулирования и является телескопическим,

вспомогательный источник света, по меньшей мере, выполнен с возможностью испускать инфракрасный свет, свет, испускаемый вспомогательным источником света, испускается через светонаправляющую полость, светонаправляющая полость имеет подвижный компонент регулирования, который используется для регулирования диапазона излучения испускаемого света вручную или автоматически посредством системы управления, и диапазон излучения регулируется согласно диапазону формирования изображений первой светочувствительной микросхемы.

2. Устройство ночного видения по п. 1, в котором:

первая линзовая группа дополнительно обладает возможностью автофокусирования, и система управления дополнительно используется для автоматического регулирования фокусного расстояния между первой линзовой группой и первой светочувствительной микросхемой на основе расстояния от объекта, который должен наблюдаться, и коэффициента масштабирования первой линзовой группы.

3. Устройство ночного видения по п. 1, в котором:

первая собирательная линзовая группа (1036) дополнительно расположена в телескопической части (1035) направляющего волновода, а вторая собирательная линзовая группа (1037) расположена на оптическом пути перед первой собирательной линзовой группой.

4. Устройство ночного видения по п. 1 или 2, или 3, в котором:

телескопирование направляющего волновода выполняется посредством полиэдрического ультразвукового мотора.

5. Устройство ночного видения по п. 1, дополнительно содержащее подвижный инфракрасный фильтр, который расположен между первой светочувствительной микросхемой и первой линзовой группой и выполнен с возможностью перемещаться в направлении, перпендикулярном оптической оси первой линзовой группы;

при этом первая светочувствительная микросхема выполнена с дополнительной возможностью обнаруживать видимый свет.

6. Устройство ночного видения по п. 1, дополнительно содержащее:

вторую светочувствительную микросхему, которая, по меньшей мере, выполнена с возможностью обнаруживать инфракрасный свет; и

вторую линзовую группу (205), которая используется для формирования изображений на второй светочувствительной микросхеме;

при этом система управления синхронно регулирует диапазоны формирования изображений первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы; и

первый дисплей является стереодисплеем, который используется для синтезирования изображений, собираемых посредством первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы, в стереоизображение и отображения стереоизображения.

7. Устройство ночного видения по п. 1, дополнительно содержащее:

вторую светочувствительную микросхему, которая, по меньшей мере, выполнена с возможностью обнаруживать инфракрасный свет; и

вторую линзовую группу (205), которая используется для формирования изображений на второй светочувствительной микросхеме;

при этом система управления синхронно регулирует диапазоны формирования изображений первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы;

первый дисплей (202) является двухмерным дисплеем, устройство ночного видения дополнительно содержит второй дисплей (206), и второй дисплей является двухмерным дисплеем, который используется для отображения изображения, собираемого посредством второй светочувствительной микросхемы.

8. Устройство ночного видения по п. 7, при этом

устройство ночного видения дополнительно содержит третий дисплей (207), при этом третий дисплей является стереодисплеем, который используется для синтезирования изображений, собираемых посредством первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы, в стереоизображение, и отображения стереоизображения; и

устройство ночного видения имеет режим шлемофона и режим ручной съемки, при этом в режиме шлемофона система управления открывает первый дисплей и второй дисплей и закрывает третий дисплей, а в режиме ручной съемки система управления закрывает первый дисплей и второй дисплей и открывает третий дисплей.

9. Устройство ночного видения по п. 6 или 7, или 8, в котором:

система управления дополнительно вычисляет пространственное местоположение точки изображения относительно устройства ночного видения на основе соотношения между изображениями, собираемыми посредством первой светочувствительной микросхемы и второй светочувствительной микросхемы.

10. Устройство ночного видения по п. 9, дополнительно содержащее блок спутникового позиционирования, который используется для получения информации о местоположении самого устройства ночного видения;

при этом система управления дополнительно вычисляет информацию о местоположении точки изображения на основе информации о местоположении самого устройства ночного видения и пространственного местоположения точки изображения относительно устройства ночного видения.

11. Устройство ночного видения по п. 1, дополнительно содержащее соединительную муфту (308) и телескопическую линзу (309), при этом соединительная муфта соединяет телескопическую линзу с линзовой группой для увеличения коэффициента масштабирования.

12. Устройство ночного видения по п. 11, дополнительно содержащее лазерный дальномер, при этом трубка (310) лазерного излучения лазерного дальномера расположена в телескопической линзе, оптическая ось лазера параллельна оптической оси телескопической линзы, и лазерный дальномер используется для измерения расстояния между центральной точкой изображения и устройством ночного видения.