具有集成显示器的夜视装置的制作方法

本发明通常涉及使用光增强管(也称为图像增强器)的夜视装置的领域。其特别适用于夜视双筒镜(nvb)。

背景技术：

1、夜视装置通常用于不利的民用或军用环境中的低亮度或甚至黑暗的操作区。这些夜视装置在可见光和近红外谱范围内操作。

2、图1示意性地示出了传统的夜视装置。

3、后者由双筒镜主体100构成，在双筒镜主体100内沿着光轴安装有物镜110、光增强管190和目镜140。光增强管190包括：光电阴极121，其接收穿过物镜的光，并且将如此接收的光子转换成光电子；微通道晶片或mcp 122，其通过利用光电子生成二次电子来起到电子倍增器的作用；以及荧光屏123，其耦接到阳极，将二次电子束转换成光束。

4、输出光导130通常由与荧光屏相连的玻璃块或光纤束形成，且用于在目镜140的焦平面中形成图像。最后，电源模块150递送能够使形成光增强管的不同元件偏置的电源电压。该电源模块耦接到布置在相关管外部的电池。

5、用户的注意力通常完全集中在放大图像的观察上，他们难以将注意力分散在多个终端上以考虑可能在任务中引导他们或帮助他们的附加信息(gps数据、路线指南、指南针、警报等)。

6、为了应对这种情形，在文献us-b-11054629中已经公开了在传统的夜视装置中集成微显示器。该微显示器在光增强管的下游和目镜的上游垂直于管的光轴布置。数据显示器的图像被投影到在管的光轴上倾斜45°的玻璃板(或棱镜)上。投影图像与从光增强管接收的图像组合，然后装置的用户通过目镜感知两个图像的组合。

7、虽然该组件有效地使得能够将数据显示器的图像和光增强管的图像组合在同一装置内，但是其不能通过简单地改造现有的夜视装置来获得。此外，显示器在管的出口处的布置在机械上不稳定。最后，装置内垂直于管轴布置的微显示器的存在由于其体积而使出瞳的表面面积减小，并且相应地减小了通过目镜看到的图像的大小。

8、此外，当光增强管的出口处的亮度低时，夜视装置的用户可能会被数据画面上的显示弄得眼花缭乱。因此，有必要平衡显示器的强度和增强管的强度。

9、因此，本发明的目的是提供如下夜视装置，其不具有现有技术的限制，特别地，其可以通过简单的改造而配备有显示器，无需修改目镜和物镜的焦距，并且无需更改其性能，特别地不减小放大图像的大小。本发明的次要目的是提供这样的集成显示夜视装置，其在夜视图像和由显示器提供的图像之间维持良好的对比度水平。最后，本发明的另一目的是提供替代的光增强管，其能够使得通过将传统的夜视装置转变为集成显示夜视装置来改造传统的夜视装置。

技术实现思路

1、本发明是由夜视装置所定义的，夜视装置包括双筒镜主体，在双筒镜主体中沿光轴安装有物镜、光增强管和目镜，光增强管包括：光电阴极，其用于接收已穿过物镜的光并将由此接收的光子转换成光电子；微通道晶片，其用于通过生成二次电子来使从光电阴极接收的光电子倍增；荧光屏，其用于基于撞击该荧光屏的二次电子来递送夜视图像；光导，其具有与荧光屏相连的输入侧和用于在目镜的焦平面中形成图像的输出侧，夜视装置的特征在于，光增强管还包括：为包括发光元件的薄玻璃板或薄膜的形式的显示器，薄板/薄膜直接布置在光导的输出侧上；电源和控制模块，其容纳在光增强管内、在光导的外围处、并且用于递送光电阴极、光增强器和荧光屏的相应偏置电压并用于控制显示器的发光元件。

2、光导可以由玻璃块形成或由彼此结合的光纤束形成。

3、根据第一实施例，显示器是通过在平面的或平坦的输出侧的至少一部分上沉积膜而形成的，该沉积是通过原子层沉积技术即ald技术进行的。

4、薄膜有利地包括第一电介质层、发光膜和第二电介质层，由第一电介质层、发光膜和第二电介质层形成的组件夹在以列的形式布置的第一电极阵列和与第一电极阵列垂直地以行组织的第二透明电极阵列之间。

5、发光元件可以典型地以段的形式呈现。

6、根据第二实施例，显示器是通过在输出侧的至少一部分上结合玻璃板而形成的，荧光段沉积在薄板上并且能够通过导电轨迹单独寻址。

7、无论实施例如何，根据第一变型，电源和控制模块以两个不同单元的形式呈现，第一单元具有递送光电阴极、微通道晶片和荧光屏的相应高偏置电压的功能，并且第二单元具有控制显示器的功能。

8、夜视装置还可以包括通过总线耦接到第二单元的通信模块，所述通信模块具有无线的无线电接口，并且经由所述总线将要显示的信息供应到第二单元，所述第一单元向第二单元发送用于控制要显示的发光元件的亮度的信号(d)。

9、在第一变型中，夜视装置还可以包括以低电压为第一单元和第二单元供电的电源模块，第一单元包括用于基于所述低电压生成所述高偏置电压的电压倍增器。

10、在这种情况下，第一单元测量荧光屏的阳极电流，并且将该测量结果供应至第二单元，第二单元控制用于使发光元件偏置的信号的电压和/或占空比，以将如此显示的该元件的亮度与夜视图像的亮度之比限制在预定值的范围内的水平。

11、第二单元有利地控制用于使发光元件偏置的信号的电压和/或占空比，使得该发光元件的亮度以连续阶段变化，在夜间图像的亮度增加或减少时，发光元件的亮度的变化以延迟方式跟随夜间图像的亮度的变化。

12、第二单元可以控制用于使发光元件偏置的信号的电压和/或占空比，使得该发光元件的亮度与通过递归低通滤波器滤波的阳极电流成比例。

13、无论前述实施例如何，在第二变型中，电源和控制模块以集成单元的形式呈现，一方面递送光电阴极、微通道晶片和荧光屏的相应偏置电压，另一方面控制显示器。

14、在这种情况下，所述集成单元适于控制用于使发光元件偏置的信号的电压和/或占空比，使得该发光元件的亮度与通过递归低通滤波器滤波的阳极电流成比例。

15、本发明还涉及一种替换光增强管，其用于改造夜视装置，所述夜视装置包括双筒镜主体，在双筒镜主体中沿光轴安装有物镜、光增强管和目镜，所述替换光增强管用于替换光增强管并且包括：光电阴极，其用于接收已穿过物镜的光并将由此接收的光子转换成光电子；微通道晶片，其用于通过生成二次电子来使从光电阴极接收的光电子倍增；荧光屏，其用于基于撞击该荧光屏的二次电子来递送夜视图像；光导，其具有与荧光屏相连的输入侧和用于在目镜的焦平面中形成图像的输出侧；显示器，其为包括发光元件的薄玻璃板或薄膜的形式，薄板/薄膜直接布置在替换光导的输出侧上，所述替换光增强管还包括电源和控制模块，电源和控制模块用于容纳在管主体内、在光导的外围处、并且用于递送光电阴极、光增强器和荧光屏的相应偏置电压以及用于控制显示器的发光元件。

技术特征：

1.一种夜视装置，其包括双筒镜主体(100)，在所述双筒镜主体(100)中沿光轴安装有物镜(110)、光增强管(190)和目镜(140)，所述光增强管(190)包括：光电阴极(121)，其用于接收已穿过所述物镜的光并将所接收的光子转换成光电子；微通道晶片(122)，其用于通过生成二次电子来使从所述光电阴极接收的光电子倍增；荧光屏(123)，其用于基于撞击该荧光屏的所述二次电子来递送夜视图像；以及光导(130)，其具有与所述荧光屏相连的输入侧和用于在所述目镜的焦平面中形成图像的输出侧，所述夜视装置的特征在于，所述光增强管还包括：为包括发光元件的薄玻璃板或薄膜的形式的显示器(260)，所述薄板/所述薄膜直接布置在所述光导的输出侧上；以及电源和控制模块(250)，其位于所述光增强管内、在所述光导的外围处，并且用于递送所述光电阴极、所述光增强器和所述荧光屏的相应偏置电压以及用于控制所述显示器的所述发光元件。

2.根据权利要求1所述的夜视装置，其特征在于，所述光导由玻璃块形成或由彼此结合的光纤束形成。

3.根据权利要求1或2所述的夜视装置，其特征在于，所述显示器是通过在平面的或平坦的所述输出侧的至少一部分上沉积膜而形成的，所述沉积是通过原子层沉积技术即ald技术进行的。

4.根据权利要求3所述的夜视装置，其特征在于，所述薄膜包括第一电介质层、发光膜和第二电介质层，由所述第一电介质层、所述发光膜和所述第二电介质层形成的组件夹在以列的形式布置的第一电极阵列和与所述第一电极阵列垂直的、以行组织的第二透明电极阵列之间。

5.根据权利要求2所述的夜视装置，其特征在于，所述发光元件以段的形式呈现。

6.根据权利要求5所述的夜视装置，其特征在于，所述显示器是通过在所述输出侧的至少一部分上结合玻璃板而形成的，以及荧光段沉积在所述薄板上并且能够通过导电轨迹单独寻址。

7.根据前述权利要求中任一项所述的夜视装置，其特征在于，所述电源和控制模块以两个不同单元(351、352)的形式呈现，第一单元(351)具有递送所述光电阴极、所述微通道晶片和所述荧光屏的相应高偏置电压的功能，并且第二单元(352)具有控制所述显示器的功能。

8.根据权利要求7所述的夜视装置，其特征在于，所述夜视装置还包括通过总线耦接到所述第二单元(352)的通信模块(370)，所述通信模块具有无线的无线电接口并且经由所述总线将要显示的信息递送到所述第二单元，所述第一单元向所述第二单元发送用于控制要显示的发光元件的亮度的信号(d)。

9.根据权利要求8所述的夜视装置，其特征在于，所述夜视装置还包括以低电压为所述第一单元和所述第二单元供电的电源模块(350)，所述第一单元包括用于基于所述低电压来生成所述高偏置电压的电压倍增器。

10.根据权利要求9所述的夜视装置，其特征在于，所述第一单元测量所述荧光屏的阳极电流，并且将测量结果供应至所述第二单元，所述第二单元控制用于使所述发光元件偏置的信号的电压和/或占空比，以将显示的发光元件的亮度与夜视图像的亮度之比限制为预定值的范围内的水平。

11.根据权利要求10所述的夜视装置，其特征在于，所述第二单元控制用于使所述发光元件偏置的信号的电压和/或占空比，使得该发光元件的亮度以连续阶段变化，在所述夜间图像的亮度增加或减少时，所述发光元件的亮度的变化以延迟方式跟随该夜间图像的亮度的变化。

12.根据权利要求10所述的夜视装置，其特征在于，所述第二单元控制用于使所述发光元件偏置的信号的电压和/或占空比，使得该发光元件的亮度与通过递归低通滤波器滤波的阳极电流成比例。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的夜视装置，其特征在于，所述电源和控制模块以集成单元(351、352)的形式呈现，所述集成单元一方面递送所述光电阴极、所述微通道晶片和所述荧光屏的相应高偏置电压，另一方面控制所述显示器。

14.根据权利要求13所述的夜视装置，其特征在于，所述集成单元适于控制用于使所述发光元件偏置的信号的电压和/或占空比，使得该发光元件的亮度与通过递归低通滤波器滤波的阳极电流成比例。

15.一种替换光增强管，其用于改造夜视装置，所述夜视装置包括双筒镜主体(100)，在所述双筒镜主体(100)中沿光轴安装有物镜(110)、光增强管(190)和目镜(140)，所述替换光增强管用于替换所述光增强管并且包括：光电阴极(121)，其用于接收已穿过物镜的光并将所接收的光子转换成光电子；微通道晶片(122)，其用于通过生成二次电子来使从所述光电阴极接收的光电子倍增；荧光屏(123)，其用于基于撞击该荧光屏的所述二次电子来递送夜视图像；光导(130)，其具有与所述荧光屏相连的输入侧和用于在所述目镜的焦平面中形成图像的输出侧；显示器(260)，其为包括发光元件的薄玻璃板或薄膜的形式，所述薄板/所述薄膜直接布置在替换光导的输出侧上，所述替换光增强管还包括电源和控制模块(250)，所述电源和控制模块(250)用于容纳在所述管主体内、在所述光导的外围处，并且用于递送所述光电阴极、所述光增强器和所述荧光屏的相应偏置电压以及用于控制所述显示器的所述发光元件。

技术总结本发明涉及一种夜视装置，其包括双筒镜主体(100)，在双筒镜主体(100)中沿光轴安装有物镜(110)、光增强管(190)、光导(130)和目镜(140)，光增强管包括：光电阴极(121)、微通道晶片(122)、用于递送夜视图像的荧光屏(120)、具有与荧光屏相连的输入侧和用于在目镜的焦平面中形成图像的输出侧的光导(130)。光增强管还包括：为包括发光元件的薄玻璃板或薄膜的形式的显示器(260)，薄板或薄膜直接布置在光导的输出侧上。容纳于所述光增强管内、在所述光导的外围处的电源和控制模块(250)递送光增强管的不同元件的相应偏置电压并且控制显示器的发光元件的亮度。技术研发人员：皮埃尔-伊夫·博尼,尼古拉斯·劳伦特,若弗鲁瓦·德尔泰尔,阿伦·希德玛受保护的技术使用者：法国甫托尼公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5