CN104483749A - 一种光学时分复用大视场红外成像系统 - Google Patents

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蔡盛
何锋赟
刘韬
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Abstract

本发明涉及一种光学时分复用大视场红外成像系统，包括：偏移视场棱镜组、扫描镜和成像镜头；所述偏移视场棱镜组包括多个偏移视场棱镜；所述偏移视场棱镜组中的每一个偏移视场棱镜对应大视场范围内的特定局部区域，通过控制偏移视场棱镜的角度实现对大视场不同区域的覆盖；扫描镜可完成与偏移视场棱镜和成像镜头的对接，从而对特定局部区域成像；所述扫描镜可实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用，最终通过图像拼接实现大视场成像。本发明的光学时分复用大视场红外成像系统具有视场拼接只与偏移棱镜有关，而与扫描运动无关；扫描镜的控制要求低，匀速转动，不需要在棱镜位置停顿，转动中有摆动也不影响成像的特点。

Description

一种光学时分复用大视场红外成像系统
技术领域
本发明属于红外成像技术领域，具体涉及一种光学时分复用大视场红外成像系统。
背景技术
红外搜索跟踪系统(IRST)是一种远程被动红外探测系统，其隐蔽性好，可用来快速探测和跟踪飞机或导弹等具有威胁的红外目标。IRST系统是雷达很好的补充，二者具有互补性，可以增强对目标跟踪、分类及识别的能力，使得探测数据更加可靠。鉴于军事上(舰载机载防御系统、要地防空、海岸与边界监视等)和民用(机场警戒、搜索与营救、空中交通监控、森林火灾及早探测、水面油或污染探测等)对红外搜索跟踪系统(IRST)的渴望，而大视场高分辨率图像的获取则是IRST的核心所在。第一代和第二代IRST以扫描型红外成像系统为代表，其技术水平已不能满足更远距离探测和识别等的军事需求，需发展新一代的IRST系统——以红外焦平面阵列探测器为基础的第三代IRST系统，这也是目前国际上该领域的研究热点。
发明内容
本发明的目的是解决现有的红外成像系统中视场与空间分辨率相矛盾的问题，提供了一种光学时分复用大视场红外成像系统。
本发明的技术方案如下。
一种光学时分复用大视场红外成像系统，包括：偏移视场棱镜组、扫描镜和成像镜头；所述偏移视场棱镜组包括多个偏移视场棱镜；
所述偏移视场棱镜组中的每一个偏移视场棱镜对应大视场范围内的特定局部区域，通过控制偏移视场棱镜的角度实现对大视场不同区域的覆盖；
扫描镜可完成与偏移视场棱镜和成像镜头的对接，从而对特定局部区域成像；所述扫描镜可实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用，最终通过图像拼接实现大视场成像。
在上述技术方案中，所述扫描镜可通过旋转实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用。
在上述技术方案中，所述扫描镜可通过平移实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用。
在上述技术方案中，所述扫描镜可通过翻转实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用。
本发明具有以下的有益效果：
本发明提出了一种光学时分复用大视场红外成像系统，系统的视场范围决定于偏移视场棱镜的个数和位置分布及成像镜头的视场范围，系统的分辨率决定于成像镜头的分辨率。
本发明的光学时分复用大视场红外成像系统具有视场拼接只与偏移棱镜有关，而与扫描运动无关；扫描镜的控制要求低，匀速转动，不需要在棱镜位置停顿，转动中有摆动也不影响成像的特点。
附图说明
图1为系统组成示意图。
图2为光学时分复用大视场系统工作原理图。
图3为视场拼接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明方法作进一步详细说明：
本发明的光学时分复用大视场红外成像系统的组成框图如附图1所示，其主要包括：偏移视场棱镜组(其包括多个偏移视场棱镜)、扫描镜以及成像镜头三个部分。
偏移视场棱镜组位于系统最前端，偏移视场棱镜1、偏移视场棱镜2、偏移视场棱镜n的角度分别决定了单个偏移视场棱镜的视场区域，如附图2所示，通过控制扫描镜的旋转实现偏移视场棱镜1、偏移视场棱镜2、偏移视场棱镜n在时间上对成像镜头的复用，获得n个相应子视场范围内的n副图像，再利用图像拼接算法对n副图像进行合成得到系统的大视场高分辨率图像。其中图像拼接方式可通过合理设计偏移视场棱镜的角度进行调整，附图3给出了水平拼接的示意图，也可以实现竖直拼接或其他拼接方式。偏移视场棱镜可由两块获两块以上的棱镜组合而成，通过棱镜楔角的控制及偏移视场棱镜个数和组合方式可实现对半球范围内视场的覆盖。
本发明主要用于红外目标探测、红外成像侦查、红外告警等对大视场高分辨率红外成像需求等领域。该系统具有视场拼接只与偏移棱镜有关，而与扫描运动无关；扫描镜的控制要求低，匀速转动，不需要在棱镜位置停顿，转动中有摆动也不影响成像的特点。
在其他的具体实施方式中，也可以是扫描镜的平移或者翻转来实现偏移视场棱镜1、偏移视场棱镜2、偏移视场棱镜n在时间上对成像镜头的复用，其原理与上述具体实施方式相同，这里不再赘述。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种光学时分复用大视场红外成像系统，其特征在于，包括：偏移视场棱镜组、扫描镜和成像镜头；所述偏移视场棱镜组包括多个偏移视场棱镜；
所述偏移视场棱镜组中的每一个偏移视场棱镜对应大视场范围内的特定局部区域，通过控制偏移视场棱镜的角度实现对大视场不同区域的覆盖；
扫描镜可完成与偏移视场棱镜和成像镜头的对接，从而对特定局部区域成像；所述扫描镜可实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用，最终通过图像拼接实现大视场成像。
2.根据权利要求1所述的光学时分复用大视场红外成像系统，其特征在于，所述扫描镜可通过旋转实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用。
3.根据权利要求1所述的光学时分复用大视场红外成像系统，其特征在于，所述扫描镜可通过平移实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用。
4.根据权利要求1所述的光学时分复用大视场红外成像系统，其特征在于，所述扫描镜可通过翻转实现偏移视场棱镜组对成像镜头在时间上的复用。
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