一种数码像增强管的制作方法

1.本实用新型涉及光电子器件技术领域，具体涉及一种数码像增强管。


背景技术：

2.现有夜视器材的核心为微光像增强管(也称像增强器或增像管)。微光像增强管主要用于放大光源、形成低光照条件下的观测能力。现有的像增强管主要包括光阴极、微通道板(mcp)、荧光屏和电源系统，光阴极采用光敏材料制成，微通道板为玻璃材质制成，微通道板每平方厘米有上万到上百万个表面镀有特殊涂层的细小微通道。其基本工作原理为：光信号射入时，光阴极接受到光子后会跃迁产生自由电子，自由电子在电源系统提供的高电压环境中移动进入微通道板，单电子轰击微通道壁涂层使得电子数量成倍增加，并在高电压环境中高速移动，经过电子在微通道板中多次轰击涂层，由最初少量的电子以上万倍规模倍增为大量电子形成的电子流，最后电子流轰击单色荧光屏发光，还原放大初始的光信号。
3.而本技术的发明人经过实际应用研究发现，现有夜视器材的微光像增强管的光阴极、微通道板、荧光屏之间封装精度要求极高，微通道板和电源系统制作难度大，玻璃材质制成的微通道板易碎，光阴极成本高、易受强光损坏且具有毒性，整体生产封装良品率较低。因此，传统的微光像增强管存在成本较高、加工难度大、易损坏、不抗强光的问题。


技术实现要素：

4.针对现有微光像增强管存在成本较高、加工难度大、易损坏、不抗强光的技术问题，本实用新型提供一种数码像增强管，该数码像增强管旨在提供用数码感光技术和集成技术的像增强管替代传统基于光阴极及微通道板的像增强管，以实现包括可见光以及红外和紫外不可见光在内的不同波段光线的识别成像、信号放大及处理、低光照环境下的成像和像增强，并同时实现成本更低、更不易损坏、更容易加工、更长寿命及强光保护功能。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
6.一种数码像增强管，包括外壳以及安装在外壳内的内部工作单元，所述外壳包括壳体、电源输入触片和封装盖子，所述壳体为中空圆柱体，所述电源输入触片固定在壳体预设的安装孔内用于给内部工作单元供电，所述封装盖子为中空结构，所述封装盖子连接于中空圆柱体的壳体两端；所述内部工作单元包括稳流变压器、低照度数码感光元件、显示器驱动板和显示器，所述稳流变压器的电源输入端与电源输入触片电连接，所述稳流变压器的两个电源输出端对应与低照度数码感光元件和显示器驱动板电连接以提供工作电源，所述低照度数码感光元件中的感光芯片cvbs信号接口与显示器驱动板上的cvbs信号接口电连接以实现数字电信号传输，所述显示器驱动板和显示器电连接以驱动显示器将电信号转换为光信号显示图像。
7.本实用新型提供的数码像增强管工作原理为：光信号照射低照度数码感光元件中的感光芯片，感光芯片内部对不同基本色彩感应的像素单元(感光二极管)因光照形成带电
电荷并被收集，电荷量随光照增强而增多，电荷在元件内部转移而形成电流，元件测量电荷及电流的微小变化并生成电信号，实现在低照度环境下采集光信号并加强再转化为电信号，并经电信号放大、模拟信号转为数字信号、电信号汇总在内的一系列处理，由此通过低照度数码感光元件将光信号转化为数字电信号而非自由电子，之后数字电信号通过cvbs信号接口传输到显示器驱动板上，通过显示器驱动板进行整流、放大处理后输出到显示器上，驱动显示器将电信号转换为光信号显示图像。在工作过程中，外壳所连接的夜视设备通过外壳上固定的电源输入触片持续为内部工作单元的所有组件供电。
8.与现有技术相比，本实用新型提供的数码像增强管具有以下优点：
9.1、本数码像增强管不涉及传统微光像增强管的光阴极和微通道板元件及真空封装技术，不仅整体生产良品率较高，而且成本较低、加工难度小、不易损坏，可在低光照、复杂光照条件、红外及紫外不可见光光照条件下，实现对光线的感知并成像为方便肉眼识别的画面。
10.2、本数码像增强管在良好工作环境下根据需要和所选元件不同既能输出单色图像也能输出彩色图像，较传统微光像增强管的荧光屏分辨率更高，更有助于观测；而传统微光像增强管显示的图像颜色只有绿色、黄绿色、蓝白色等单色。
11.3、本数码像增强管采用低照度环境工作的数码元件中的感光芯片作为光线采集器，对强光耐受性更好，除非受到极大功率激光照射或长时间强光照射，一般不会产生元器件损伤；传统微光像增强管的光阴极在工作波段的强光下易损伤，导致工作效率降低、出现光晕或黑点黑斑、成像受干扰等情况，在极端情况下甚至会完全损坏。
12.4、本数码像增强管中的感光芯片在低照度环境下采集光信号并加强再转化为数字电信号，该数字电信号经显示器驱动板整流放大处理后输出。由于加入了数字信号处理模块，因而信号更稳定、更易处理，可在更复杂光线环境下工作并耐受强光。在后期升级时，只需单独升级工作效率更优异的感光芯片、显示器驱动板中的处理芯片或/和显示器即可，升级成本低；而传统微光像增强管则无法直接实现升级，如夜视设备需获得更好成像质量和效果，需要完全更换新的微光像增强管才能实现。
13.5、由于本数码像增强管采集的数据为数字电信号，可拓展性比传统微光像增强管的荧光屏图像更强，因而可直接通过增加wifi、蓝牙、usb等连接方式与其他设备完成信息化交互，信息集成化更高。
14.6、本数码像增强管可制作为符合目前国际通用规格(包括mx10160、mx10130、mx11769规格)的尺寸，因而可安装在各类现有的低光环境监测仪器或夜视设备上使用；也可单独使用或定制其他规格，通用性更好、适用范围更广。
15.7、本数码像增强管采用低照度数码感光元件中的感光芯片作为光线采集器或图像传感器，相比于传统微光像增强管可以直接实现数字化，因而有更好的稳定性和信号易处理性。
16.进一步，所述壳体与内部工作单元之间设有软质防震缓冲内衬。
17.进一步，所述壳体采用金属、塑料或尼龙制成，所述壳体上设有用于安装固定的预制缺口。
18.进一步，所述封装盖子通过螺纹连接、胶水粘接、卡扣连接或焊接连接于中空圆柱体的壳体两端。
19.进一步，所述低照度数码感光元件采用ccd、cmos、super-ccd或铟镓砷图像传感器。
20.进一步，所述低照度数码感光元件中的感光芯片采用索尼公司生产的型号为imx385、imx327、imx307、imx291、imx485中的任意一种。
21.进一步，所述显示器驱动板采用北京华智宝成电子科技有限公司生产的索尼0.7寸显示器驱动板或索尼0.5寸单目驱动板。
附图说明
22.图1是本实用新型提供的数码像增强管总装结构示意图。
23.图2是本实用新型提供的数码像增强管第一分解结构示意图。
24.图3是本实用新型提供的数码像增强管第二分解结构示意图。
25.图4是本实用新型提供的数码像增强管中内部工作单元第一侧视结构图。
26.图5是本实用新型提供的数码像增强管中内部工作单元第二侧视结构图。
27.图6是本实用新型提供的数码像增强管中内部工作单元分解结构示意图。
28.图7是本实用新型提供的数码像增强管中内部工作单元的原理图。
29.图中，1、外壳；11、壳体；12、电源输入触片；13、封装盖子；2、内部工作单元；21、稳流变压器；22、低照度数码感光元件；23、显示器驱动板； 24、显示器。
具体实施方式
30.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.请参考图1至图7所示，本实用新型提供一种数码像增强管，包括外壳1 以及安装在外壳1内的内部工作单元2，所述外壳1包括壳体11、电源输入触片12和封装盖子13，所述壳体11为中空圆柱体，用于内部工作单元2的安装，并对内部工作单元2进行物理保护，所述电源输入触片12固定在壳体11 预设的安装孔内用于给内部工作单元2供电，具体将电源输入触片12与外壳固定连接的现有低光环境观测仪器、夜视仪等夜视设备的电源连接以持续为内部工作单元2的所有组件供电，所述封装盖子13为中空结构如中空圆环或中空方形结构，以便两端让内部工作单元2中的低照度数码感光元件和显示器露出，所述封装盖子13连
接于中空圆柱体的壳体11两端，用于整个器件的封闭；所述内部工作单元2包括稳流变压器21、低照度数码感光元件22、显示器驱动板23和显示器24，所述稳流变压器21的电源输入端与电源输入触片 12通过导线等电连接，所述稳流变压器21的两个电源输出端对应与低照度数码感光元件22和显示器驱动板23电连接以提供工作电源，具体用于将输入的电源经整流稳压后转换为低照度数码感光元件22和显示器驱动板23需要的工作电压电流，从而实现对各元器件正常供电以保障正常工作，所述低照度数码感光元件22中的感光芯片cvbs(是英文composite video broadcast signal的缩写，指的是复合同步视频广播信号)信号接口与显示器驱动板23上的 cvbs信号接口电连接如信号线连接以实现数字电信号传输，即低照度数码感光元件22中的感光芯片输出为cvbs信号给显示器驱动板23，所述显示器驱动板23和显示器24通过信号数据线等电连接以驱动显示器24将电信号转换为光信号显示图像。当然，所述低照度数码感光元件22中的感光芯片与显示器驱动板23之间也可以采用其他现有信号接口如hdmi信号接口电连接以实现数字电信号传输，即所述低照度数码感光元件22中的感光芯片也可以设为输出hdmi等信号给显示器驱动板23。
34.本实用新型提供的数码像增强管工作原理为：光信号照射低照度数码感光元件中的感光芯片，感光芯片内部对不同基本色彩感应的像素单元(感光二极管)因光照形成带电电荷并被收集，电荷量随光照增强而增多，电荷在元件内部转移而形成电流，元件测量电荷及电流的微小变化并生成电信号，实现在低照度环境下采集光信号并加强再转化为电信号，并经电信号放大、模拟信号转为数字信号、电信号汇总在内的一系列处理，由此通过低照度数码感光元件将光信号转化为数字电信号而非自由电子，之后数字电信号通过cvbs信号接口传输到显示器驱动板上，通过显示器驱动板进行整流、放大处理后输出到显示器上，驱动显示器将电信号转换为光信号显示图像。在工作过程中，外壳所连接的夜视设备通过外壳上固定的电源输入触片持续为内部工作单元的所有组件供电。
35.与现有技术相比，本实用新型提供的数码像增强管具有以下优点：
36.1、本数码像增强管不涉及传统微光像增强管的光阴极和微通道板元件及真空封装技术，不仅整体生产良品率较高，而且成本较低、加工难度小、不易损坏，可在低光照、复杂光照条件、红外及紫外不可见光光照条件下，实现对光线的感知并成像为方便肉眼识别的画面。
37.2、本数码像增强管在良好工作环境下根据需要和所选元件不同既能输出单色图像也能输出彩色图像，较传统微光像增强管的荧光屏分辨率更高，更有助于观测；而传统微光像增强管显示的图像颜色只有绿色、黄绿色、蓝白色等单色。
38.3、本数码像增强管采用低照度环境工作的数码元件中的感光芯片作为光线采集器，对强光耐受性更好，除非受到极大功率激光照射或长时间强光照射，一般不会产生元器件损伤；传统微光像增强管的光阴极在工作波段的强光下易损伤，导致工作效率降低、出现光晕或黑点黑斑、成像受干扰等情况，在极端情况下甚至会完全损坏。
39.4、本数码像增强管中的感光芯片在低照度环境下采集光信号并加强再转化为数字电信号，该数字电信号经显示器驱动板整流放大处理后输出。由于加入了数字信号处理模块，因而信号更稳定、更易处理，可在更复杂光线环境下工作并耐受强光。在后期升级时，只需单独升级工作效率更优异的感光芯片、显示器驱动板中的处理芯片或/和显示器即可，升级成本低；而传统微光像增强管则无法直接实现升级，如夜视设备需获得更好成像质量
和效果，需要完全更换新的微光像增强管才能实现。
40.5、由于本数码像增强管采集的数据为数字电信号，可拓展性比传统微光像增强管的荧光屏图像更强，因而可直接通过增加wifi、蓝牙、usb等连接方式与其他设备完成信息化交互，信息集成化更高。
41.6、本数码像增强管可制作为符合目前国际通用规格(包括mx10160、 mx10130、mx11769规格)的尺寸，因而可安装在各类现有的低光环境监测仪器或夜视设备上使用；也可单独使用或定制其他规格，通用性更好、适用范围更广。
42.7、本数码像增强管采用低照度数码感光元件中的感光芯片作为光线采集器或图像传感器，相比于传统微光像增强管可以直接实现数字化，因而有更好的稳定性和信号易处理性。
43.作为具体实施例，所述壳体11与内部工作单元2之间设有软质防震缓冲内衬，所述软质防震缓冲内衬具体可采用现有的海绵、塑料、eva、硬泡沫等制成，由此可对内部工作单元2起到承托、稳固作用，进而利用软质防震缓冲内衬保护内部工作单元2，使其稳定正常工作。
44.作为具体实施例，所述壳体11采用金属、塑料或尼龙制成，所述壳体11 上设有用于安装固定的预制缺口，由此通过该预制缺口可将数据像增强管安装固定在现有的夜视设备上，让夜视设备的电源与壳体11上的电源输入触片12 连接，从而为内部工作单元2供电。
45.作为具体实施例，所述封装盖子13通过螺纹连接、胶水粘接、卡扣连接或焊接连接于中空圆柱体的壳体11两端，即封装盖子13通过现有的螺纹、胶水、卡扣或焊接与壳体11连接，封装盖子13具体可采用现有的金属、塑料、陶瓷制成，封装盖子13两端的中空面积大于低照度数码感光元件22和显示器 24的面积，以便低照度数码感光元件22和显示器24露出使用。
46.作为具体实施例，所述低照度数码感光元件22采用现有的ccd(chargecoupled device，电荷耦合器件)、cmos(complementary metal oxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体)、super-ccd(super charge coupleddevice，超级电荷耦合器件或超级ccd)或铟镓砷(ingaas)图像传感器来实现，以此利用ccd、cmos、super-ccd、铟镓砷图像传感器的光电效应，在可见光及大于肉眼可见光光谱波段范围且低照度情况下，将光信号转化为数字电信号。当然本领域技术人员在前述实施例的基础上，也可以采用带有 ccd、cmos、super-ccd或铟镓砷图像传感器的现有感光芯片来实现。
47.作为具体实施例，所述低照度数码感光元件22中的感光芯片采用索尼公司生产的型号为imx385、imx327、imx307、imx291、imx485中的任意一种，所述感光芯片嵌入在低照度数码感光元件22中，采集的光信号经转化后变为cvbs信号由感光芯片输出。
48.作为具体实施例，所述显示器驱动板23采用北京华智宝成电子科技有限公司生产的索尼0.7寸显示器驱动板或索尼0.5寸单目驱动板来实现，该驱动板能实现模拟/数字信号输入。所述显示器24可采用现有的oled(含 amoled)、lcd、led显示器来完成，例如可选择epson 0.47英寸800
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600分辨率彩色显示器来实现。
49.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范
围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。