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一种双通道宽窄视场共像面导引头成像光学系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-31 16:10:29

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市南开区| 佟一周 | 2023-11-01 15:25:18
本发明提出了一种双通道宽窄视场共像面导引头成像光学系统,包括整流罩,整流罩内部设置有双通道镜组、图像传感器和位标器,整流罩与本体舱壁固定连接,双通道镜组和图像传感器均与位标器固定连接,位标器与整流罩相连接,双通道镜组和位标器均与图像传感器相连接,图像传感器与上位机相连接。
本发明结构简单、成本低,可实现不同的应用目的。通过利用双通道镜组进行成像,成像空间分辨率高,实现对不同距离的目标进行清晰成像,保证在大过载快速运动状态下对不同距离物体的稳定清晰成像,不易丢失目标,同时通过整流罩对双通道镜组进行保护,抗过载能力强,可在恶劣天气和极端环境下工作。

全景环带光学系统基于圆柱平面投影法的成像方式,有着大视场成像的优点,可以对围绕系统360°的圆形柱面进行探测,已被广泛应用于空间探测、安防监控、机器视觉、智能家居、管道内窥、无人驾驶等领域。越来越多的应用场合对大视场的光学系统提出轻量化和细节探测的要求,如输电线路监测方面,避免使用多个镜头拍摄或复杂的控制系统控制镜头转动监测的方式,使用单个全景环带光学系统即可实现输电线杆周围360°范围物体的监测。

中科院 作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。

由于全景环带光学系统前反射面的缘故,使得来自前方小视场的光线无法进入光学系统成像,故而像面上形成环带的像,中间圆形像面区域无法利用,带来了图像利用率低的问题,为了合理增大像面上的图像利用率,研究者们设计了几种消盲区的方法来补足圆形像面。目前的大多数实现方法是在光学系统前反射面上做修改,通过镀二向色膜和半透半反膜使得前方小视场光线可以进入光学系统在探测器靶面圆形区域成像。然而全景环带光学系统在使用时关注的视场是侧方围绕系统360°的圆柱形区域,所以中心小视场光线进入光学系统对于实际的推广与应用效果不甚理想。

技术转让:一种共光路宽窄视场组合的红外双波段成像光学系统,从物方到像方,依次包括离轴四反无焦系统、分光组和红外双波段定焦后组;离轴四反无焦系统包括四个光学元件,分光组包括可分别切入切出光路的三个分光镜;光束通过离轴四反无焦系统的四个光学元件后入射分光组切入光路的不同分光镜,再经过红外双波段定焦后组到达探测器靶面,分别形成中波红外窄视场和长波红外宽视场组合成像、中波红外宽视场和长波红外窄视场组合成像、中波红外和长波红外窄视场组合成像;分光组无分光镜切入光路时,长波、中波红外经红外双波段定焦后组透射到达探测器靶面,形成中波红外和长波红外宽视场组合成像。