全文摘要
本实用新型公开了一种夜视观察仪光学系统，包括物镜组和目镜组，在物镜组与目镜组之间设置有CMOS传感器、视频处理电路和显示屏；CMOS传感器与视频处理电路电性连接，视频处理电路与显示屏电性连接；物镜组的物镜焦距f′在41～43mm之间，视场为11.5°，相对孔径D\/f≥1\/1.37，传递函数MTF：轴上空间频率为40lp\/mm≥0.62，轴外空间频率为40lp\/mm≥0.40，物镜组的物镜口径为30.00～31.00mm之间。本实用新型解决了传统数码夜视仪存在的问题，可以让夜视仪在白天和夜间都有较好的成像质量。
主设计要求
1.一种夜视观察仪光学系统，其特征在于，包括：物镜组(1)和目镜组(5)，在所述物镜组(1)与目镜组(5)之间设置有CMOS传感器(2)、视频处理电路(3)和显示屏(4)；所述CMOS传感器(2)与视频处理电路(3)电性连接，所述视频处理电路(3)与显示屏(4)电性连接；所述物镜组(1)的物镜焦距f′在41～43mm之间，视场为11.5°，相对孔径D\/f≥1\/1.37，传递函数MTF：轴上(空间频率为40lp\/mm)≥0.62，轴外(空间频率为40lp\/mm)≥0.40，所述物镜组(1)的物镜口径为30.00～31.00mm之间。
设计方案
1.一种夜视观察仪光学系统，其特征在于，包括：
物镜组(1)和目镜组(5)，在所述物镜组(1)与目镜组(5)之间设置有CMOS传感器(2)、视频处理电路(3)和显示屏(4)；所述CMOS传感器(2)与视频处理电路(3)电性连接，所述视频处理电路(3)与显示屏(4)电性连接；
所述物镜组(1)的物镜焦距f′在41～43mm之间，视场为11.5°，相对孔径D\/f≥1\/1.37，传递函数MTF：轴上(空间频率为40lp\/mm)≥0.62，轴外(空间频率为40lp\/mm)≥0.40，
所述物镜组(1)的物镜口径为30.00～31.00mm之间。
2.根据权利要求1所述的一种夜视观察仪光学系统，其特征在于，所述物镜组(1)的物镜焦距f′为42mm。
3.根据权利要求1所述的一种夜视观察仪光学系统，其特征在于，所述物镜组(1)的物镜口径为30.64mm。
4.根据权利要求1所述的一种夜视观察仪光学系统，其特征在于，所述显示屏(4)包括LCD显示屏。
5.根据权利要求1所述的一种夜视观察仪光学系统，其特征在于，所述显示屏(4)包括LED显示屏。
6.一种夜视观察仪，其特征在于，采用如上任一项所述的夜视观察仪光学系统。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及夜视仪技术领域，更为具体地，涉及一种夜视观察仪光学系统。
背景技术
随着夜视仪在国防，军事，公共安全方面的大量使用，也随着人们生活水平的提高，户外夜间活动量的增大，夜视仪的使用范围和销售量越来越大。但在现有的夜视仪产品中真正观察效果好的夜视仪并不多见，究其主要原因是光学系统设计不佳造成的。大部分生产厂家是采用传统望远镜的光学系统来设计，殊不知夜视光学系统和望远镜的光学系统由于使用场景不同，所面临的光波段不同，因而设计方法有较大不同。
数码夜视仪主要由光学系统(包括物镜、目镜)，低照度传感器电路，视频图象存储，视频信号显示部分组成。在暗环境下，由目标反射的夜空自然光进入光学系统物镜后，在低照度CMOS传感器上成像，决定夜视仪观察效果的因素主要由光学物镜，图象传感器等两大部分组成，其中物镜设计占比重较大。在夜间太阳光消失后留在大地上的光主要是天空星星月亮的反射光，地球上各种物体的自发红外光，城市各种波段的反射光等，这些光的波段分布，光线强弱是变化无常的，要想在夜间用夜视仪观察并辨析物体就必须尽可能的收集各种光源，让它们通过物镜集中到图象传感器上成像。由于光波段复杂，光能量微弱等条件限制，设计好夜视物镜系统是一件困难的事。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种夜视观察仪光学系统，解决了传统数码夜视仪存在的问题，可以让夜视仪在白天和夜间都有较好的成像质量。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种夜视观察仪光学系统，包括：
物镜组和目镜组，在所述物镜组与目镜组之间设置有CMOS传感器、视频处理电路和显示屏；所述CMOS传感器与视频处理电路电性连接，所述视频处理电路与显示屏电性连接；
所述物镜组的物镜焦距f′在41～43mm之间，视场为11.5°，相对孔径D\/f≥1\/1.37，传递函数MTF：轴上空间频率为40lp\/mm≥0.62，轴外空间频率为40lp\/mm≥0.40，
所述物镜组的物镜口径为30.00～31.00mm之间。
进一步的，所述物镜组的物镜焦距f′为42mm。
进一步的，所述物镜组的物镜口径为30.64mm。
进一步的，所述显示屏包括LCD显示屏。
进一步的，所述显示屏包括LED显示屏。
一种夜视观察仪，采用如上任一项所述的夜视观察仪光学系统。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型通过物镜组和目镜组，在物镜组与目镜组之间设置有CMOS传感器、视频处理电路和显示屏等，解决了传统数码夜视仪存在的问题，可以让夜视仪在白天和夜间都有较好的成像质量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1-物镜组，2-CMOS传感器，3-视频处理电路，4-显示屏，5-目镜组。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的电路等。
如图1所示，一种夜视观察仪光学系统，包括：
物镜组1和目镜组5，在所述物镜组1与目镜组5之间设置有CMOS传感器2、视频处理电路3和显示屏4；所述CMOS传感器2与视频处理电路3电性连接，所述视频处理电路3与显示屏4电性连接；
所述物镜组1的物镜焦距f′在41～43mm之间，视场为11.5°，相对孔径D\/f≥1\/1.37，传递函数MTF：轴上空间频率为40lp\/mm≥0.62，轴外空间频率为40lp\/mm≥0.40，
所述物镜组1的物镜口径为30.00～31.00mm之间。
进一步的，所述物镜组1的物镜焦距f′为42mm。
进一步的，所述物镜组1的物镜口径为30.64mm。
进一步的，所述显示屏4包括LCD显示屏。
进一步的，所述显示屏4包括LED显示屏。
一种夜视观察仪，采用如上任一项所述的夜视观察仪光学系统。
实施例一
如图1所示，一种夜视观察仪光学系统，设置有物镜组1和目镜组5，在物镜组1与目镜组5之间设置有CMOS传感器2、视频处理电路3和显示屏4；CMOS传感器2与视频处理电路3电性连接，视频处理电路3与显示屏4电性连接；物镜组1的物镜焦距f′在41～43mm之间，视场为11.5°，相对孔径D\/f≥1\/1.37，传递函数MTF：轴上空间频率为40lp\/mm≥0.62，轴外空间频率为40lp\/mm≥0.40，物镜组1的物镜口径为30.00～31.00mm之间。
在本实施例中，本实施例主要以设计物镜系统。设计要求如下:
1)在照度为1×10-3<\/sup>lx时，对直立人的探测距离为250m，识别距离为150m；
2)环境温度为-30℃～+50℃；
3)整机体积小、质量小。
1.1光学参数的选择
放大率是仪器系统的一个重要技术指标，它取决于使用人员需要观察的目标距离和区域场景。此处我们设光学放大倍数为3X
1.2物镜技术参数的计算
物镜的作用是把自然微光照射下的目标成像在位于CMOS传感器焦平面上。物镜的焦距、有效口径、视场和相对孔径都是光学系统设计时所需的主要参数。下面我们对物镜的主要参数进行计算
一、物镜口径计算
根据探测方程公式：分辨率为：
得到物镜口径：
其中，D＝物镜的有效孔径
M＝物镜的传递函数＝0.7
C＝物镜的调制度＝0.35
其它参数的设置参考探测器参数取值
τ为物镜透过率，取τ＝0.8
ρ为目标背景的平均反射率，ρ＝(ρ1+ρ2)\/2，取0.27
E为夜间天空照度，取E＝1×10-3lx
K为阈值信噪比，即人眼分辨目标所需的最小信噪比，与要求发现目标的概率程度和目标形状有关，取K＝2.2
e为电子电荷量，e＝1.6×10-19C
t为积累时间，取值0.2S
s为探测器灵敏度，取s＝0.0006
α2为光子噪声所限制的分辨率
α2＝A\/L(1\/γ识别-1\/γ最佳)1\/2
已知α2＝(α识别^2-α最佳^2)1\/2
对于夜视系统来说，分辨率＝目标临界尺寸\/(目标的空间频率×视距)
α＝A\/(γ*L)
γ识别＝4
γ最佳＝15
根据设计要求，在1×10-3lx照度时，对直立的人的识别距离为L＝200m，临界尺寸A＝1.7m
α识别＝1.7\/(200x4)＝2.125m rad
α最佳1.7\/(200x15)＝0.567m rad
α2＝(2.1252-0.5672)1\/2＝2.05m rad
所以，D＝30.64mm
二、物镜焦距(f′)的计算
由探测器分辨率α1＝1\/(γ*f′物)
得到：
f′物＝1\/(γ*α1)
γ表示探测器的空间频率，取γ＝42。
将α1＝A\/(γ最佳*L)代入
f′物＝(15×200)\/(42×1.7)≈42mm
三、视场(ω)的计算
选取探测器为1\/3\
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822269118.0
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:53(云南)
授权编号:CN209265070U
授权时间:20190816
主分类号:G02B 23/12
专利分类号:G02B23/12
范畴分类:30A;
申请人:昆明腾融光电科技有限公司
第一申请人:昆明腾融光电科技有限公司
申请人地址:650101 云南省昆明市高新区昌源中路M1-1-6
发明人:李小龙
第一发明人:李小龙
当前权利人:昆明腾融光电科技有限公司
代理人:郑自群
代理机构:11411
代理机构编号:北京联瑞联丰知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
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