CN111880301A - 一种共孔径融合多功能全天候望远镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共孔径融合多功能全天候望远镜，包括前盖组、壳体、按钮、手轮、后盖组、目镜组件，前盖组上安装有共孔径物镜组件、后端处理板、无线通讯模块、激光测距组件；共孔径物镜组件包括共用玻璃组、分光棱镜、红外玻璃组、微光玻璃组；壳体内部还安装有北斗模块、电池组件、9芯插座和电子罗盘，壳体的下部设置有伸缩脚架。本发明望远镜采用共孔径结构将微光系统、红外系统整合，消除两条光轴的相对误差；针对所需功能以模块化的形式进行集成，在不便手持使用时，可让望远镜与两轴平台对接，并通过终端对平台进行近距离有线或远距离无线操控。

Description

一种共孔径融合多功能全天候望远镜

技术领域

本发明涉及一种融合望远镜，尤其涉及一种共孔径融合多功能全天候望远镜。

技术背景

现在市面上的望远镜大致可以分为可见光望远镜、红外望远镜、融合望远镜。

可见光望远镜在光线环境较好时成像锐利，细节丰富，但信息化程度不高、不具备夜视能力；红外望远镜能够在黑暗环境下使用，但高频光学频谱信息不足，成像质量细节不丰富，层次欠佳，伪装识别能力有限；融合望远镜无论白天还是黑夜环境都能提供细节丰富的图像，实现昼夜彩色成像,一定程度上提升人眼感官效果和伪装识别能力,但现有的融合望远镜都存在原理误差、功能单一、小型化、轻量化不够理想等问题。其原因是，现有融合望远镜一般采用双物镜结构，通过两组物镜分别采集宽光谱微光和长波红外光谱，经过光电转换和后端算法处理后输出融合图像。双物镜融合受结构限制，宽光谱微光与长波红外光谱不同轴，导致两靶面采集的图像信息存在一定偏差，这样不仅给图像融合处理中的像差匹配增加难度，同时不可规避双物镜成像像质的像差不一致，从而影响图像最终成像质量。

此外，传统望远镜的使用情形是使用者手持望远镜,通过人眼看望远镜的目镜来获取图像，在使用过程中人必须手持望远镜，人镜不能分开，在某些特定的环境中，给使用者带来不便。并且，传统望远镜一般只具有观察功能，或增配物理的高度方位检测功能，但信息化集成度不高，不能很好的满足使用者在复杂环境下的需求。

针对现有望远镜存在的不足，有必要研制一种共孔径融合多功能全天候望远镜。

发明内容

为解决现有融合望远镜双物镜结构带来的光轴相对误差、信息化功能集成度不高、“人镜不能分开”等问题，本发明的目的是提供一种共孔径融合多功能集成全天候望远镜。采用共孔径结构将微光系统、红外系统整合，消除两条光轴的相对误差；针对所需功能以模块化的形式进行集成，结合按键和手轮来对信息进行调取；在不便手持使用的特定情况中，通过让望远镜与两轴平台对接实现人镜分离，且可通过终端对平台进行近距离有线或远距离无线操控，实现方位俯仰变化对环境全方位观测及终端与前端画面实时共享。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种共孔径融合多功能全天候望远镜，包括前盖组、壳体、按钮、手轮、后盖组、目镜组件，所述前盖组位于壳体一端，所述后盖组位于壳体另一端，且后盖组上安装有OLED组件和目镜组件，所述壳体上设置有按钮和手轮，其特征在于：所述前盖组上安装有共孔径物镜组件、后端处理板、无线通讯模块、激光测距组件，所述激光测距组件位于共孔径物镜组件一侧，所述后端处理板位于共孔径物镜组件另一侧，所述无线通讯模块位于后端处理板的后侧。

所述共孔径物镜组件通过螺纹固定在前盖组上，共孔径物镜组件包括共用玻璃组、分光棱镜、红外玻璃组、微光玻璃组；其中共用玻璃组、分光棱镜和红外玻璃组构成红外成像系统，所述红外玻璃组的后侧安装有红外探测器；共用玻璃组、分光棱镜和微光玻璃组构成数字微光成像系统，所述微光玻璃组的后侧安装有数字微光探测器。

所述壳体内部还安装有北斗模块、电池组件、9芯插座和电子罗盘，所述北斗模块位于共孔径物镜组件上侧，所述电池组件位于红外探测器后侧，所述电子罗盘位于北斗模块一侧，所述芯插座位于电池组件与激光测距组件之间。所述壳体的下部设置有伸缩脚架。

进一步地，所述伸缩脚架为三脚支架。

进一步地，所述伸缩脚架上安装有方位转盘，所述方位转盘上通过连接支架安装有云台，壳体安装在云台上。

进一步地，所述方位转盘的下部安装有电池仓。

进一步地，所述9芯插座上连接有9芯插头线，9芯插头线位于壳体外部。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）采用独特的物镜结构：与市面上融合望远镜双物镜结构形式不同，采用共孔径结构，能够从原理上消除两光轴的相对误差，使前端接收的信号一致，融合后图像效果达到最佳。

（2）实现了多种功能模式：望远镜具有微光图像、红外图像、融合黑白图像和融合彩色图像四种观察模式，同时集成多种模块具有测量方位、海拔、距离、定位等功能。

（3）采用集成化模块：通过合理的布局能够有效减小望远镜体积，提高空间使用率。

（4）采用两轴平台：具有方位和俯仰转动功能，在搭载望远镜后可由后端对其进行近距离有线或远距离无线操控。

附图说明

图1为共孔径光学系统图；

图2为共孔径融合多功能全天候望远镜外观图；

图3为共孔径融合多功能全天候望远镜内部结构图一；

图4为共孔径融合多功能全天候望远镜内部结构图二；

图5为共孔径融合多功能全天候望远镜搭载平台图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案，进行清楚、完整地描述。

如图1-5所示，一种共孔径融合多功能全天候望远镜，包括共用玻璃组1、分光棱镜2、红外玻璃组3、微光玻璃组4、前盖组5、壳体6、按钮7、手轮8、后盖组9、共孔径物镜组件10、北斗模块11、红外探测器12、OLED组件13、目镜组件14、电池组件15、9芯插座16、激光测距组件17、后端处理板18、无线通讯模块19、数字微光探测器20、电子罗盘21、伸缩脚架22、电池仓23、方位转盘24、连接支架25、云台26、9芯插头线27。

如图2所示，前盖组5位于壳体6一端，后盖组9位于壳体6另一端，且后盖组9上安装有OLED组件13和目镜组件14，壳体6上设置有按钮7和手轮8。

如图3和4所示，前盖组5上安装有共孔径物镜组件10、后端处理板18、无线通讯模块19、激光测距组件17，激光测距组件17位于共孔径物镜组件10一侧，后端处理板18位于共孔径物镜组件10另一侧，无线通讯模块19位于后端处理板18的后侧。

如图1、3、4所示，共孔径物镜组件10通过螺纹固定在前盖组5上，共孔径物镜组件10包括共用玻璃组1、分光棱镜2、红外玻璃组3、微光玻璃组4；其中，共用玻璃组1、分光棱镜2和红外玻璃组3构成红外成像系统，红外玻璃组3的后侧安装有红外探测器12；共用玻璃组1、分光棱镜2和微光玻璃组4构成数字微光成像系统，微光玻璃组4的后侧安装有数字微光探测器20。光线进入共孔径物镜组件10通过共用玻璃组1后，经过分光棱镜2分光面上时，可见光全反射到微光玻璃组4，最后成像到数字微光探测器20靶面上；红外光则折射到红外玻璃组3，经过再次折射最终成像到红外探测器12靶面上，两靶面将接收到的光信号转化为电信号并传入到后处理板18上，传入到后处理板18上的电信号，经过融合算法处理后，图像信息传输到OLED组件13中，再将电信号转换为光信号显示在OLED屏幕上，最后经由目镜组件14将图像信息传到人眼。

如图3和4所示，壳体6内部还安装有北斗模块11、电池组件15、9芯插座16和电子罗盘21，北斗模块11位于共孔径物镜组件10上侧，电池组件15位于红外探测器12后侧，电池组件15为望远镜提供电源，电子罗盘21位于北斗模块11一侧， 9芯插座16位于电池组件15与激光测距组件17之间。

如图5所示，壳体6的下部设置有伸缩脚架22，伸缩脚架22为三脚支架，伸缩脚架22上安装有方位转盘24，方位转盘24上通过连接支架25安装有云台26，壳体6安装在云台26上，方位转盘24的下部安装有电池仓23，9芯插座16上连接有9芯插头线27，9芯插头线27位于壳体6外部。根据现场环境对三脚伸缩脚架22独立调整到合适观察位置状态，电池仓23给整个两轴平台提供所需能量。搭载望远镜后，终端可距离有线9芯插头线27或远距离无线控制其方位转盘24带动云台26周向转动，连接支架25带动云台26高低方向转动，以获取最佳图像信息。

工作原理：望远镜在光学设计上采用共孔径结构，光线通过共用玻璃组1后，再由分光棱镜2将光线分束为宽光谱微光和长波红外光谱，红外成像组件和数字微光成像组件分别位于宽光谱微光和长波红外光谱成像系统焦平面位置,两个成像组件的探测器（红外探测器12和数字微光探测器20）分别接收各自的光电成像信号，经后端处理板18对图像信息融合处理。同时，望远镜镜体内部安装的多种功能模块能够实时对方位、海拔、距离、定位等信息进行测量，并将测量数据反馈给后端处理板18，后端处理板将处理后的信息输出到OLED屏幕上，使用者可通过目镜查看这些数据信息。根据不同环境的使用需求，可手持观测，也可将望远镜搭载到两轴平台上，对其近距离有线或远距离无线操控。近距离操控时，通过9芯插头转HDMI、VGA、DVI、USB 4合一线连接望远镜和终端显示设备，实现画面共享.远距离操控时，通过手机端app或PC端应用软件与无线通讯模块匹配连接后，手机端或PC端可对望远镜进行无线操控。

使用共孔径融合多功能全天候望远镜时，操作人员观察OLED显示器中的图像，通过按钮7和手轮8选定观察模式（微光、红外、融合黑白、融合彩色四种模式）进行目标搜索。OLED显示屏上可获得定位定向、角度（俯仰及方位）、测距等相关信息。当发现并捕捉到目标后，用测距十字分划中心瞄准目标，发射激光对目标测距。后端处理板18根据电子罗盘21所测的方位角、北斗模块11所测的本机位置，以及激光测距组件17测得的目标距离可解算出目标的绝对位置（经纬度），并将该数据提供给使用者。

Claims (5)

1.一种共孔径融合多功能全天候望远镜，包括前盖组（5）、壳体（6）、按钮（7）、手轮（8）、后盖组（9）、目镜组件（14），所述前盖组（5）位于壳体（6）一端，所述后盖组（9）位于壳体（6）另一端，且后盖组（9）上安装有OLED组件（13）和目镜组件（14），所述壳体（6）上设置有按钮（7）和手轮（8），其特征在于：所述前盖组（5）上安装有共孔径物镜组件（10）、后端处理板（18）、无线通讯模块（19）、激光测距组件（17），所述激光测距组件（17）位于共孔径物镜组件（10）一侧，所述后端处理板（18）位于共孔径物镜组件（10）另一侧，所述无线通讯模块（19）位于后端处理板（18）的后侧；

所述共孔径物镜组件（10）通过螺纹固定在前盖组（5）上，共孔径物镜组件（10）包括共用玻璃组（1）、分光棱镜（2）、红外玻璃组（3）、微光玻璃组（4）；其中共用玻璃组（1）、分光棱镜（2）和红外玻璃组（3）构成红外成像系统，所述红外玻璃组（3）的后侧安装有红外探测器（12）；共用玻璃组（1）、分光棱镜（2）和微光玻璃组（4）构成数字微光成像系统，所述微光玻璃组（4）的后侧安装有数字微光探测器（20）；

所述壳体（6）内部还安装有北斗模块（11）、电池组件（15）、9芯插座（16）和电子罗盘（21），所述北斗模块（11）位于共孔径物镜组件（10）上侧，所述电池组件（15）位于红外探测器（12）后侧，所述电子罗盘（21）位于北斗模块（11）一侧，所述9芯插座（16）位于电池组件（15）与激光测距组件（17）之间，所述壳体（6）的下部设置有伸缩脚架（22）。

2.如权利要求1所述的共孔径融合多功能全天候望远镜，其特征在于，所述伸缩脚架（22）为三脚支架。

3.如权利要求1或2所述的共孔径融合多功能全天候望远镜，其特征在于，所述伸缩脚架（22）上安装有方位转盘（24），所述方位转盘（24）上通过连接支架（25）安装有云台（26），壳体（6）安装在云台（26）上。

4.如权利要求3所述的共孔径融合多功能全天候望远镜，其特征在于，所述方位转盘（24）的下部安装有电池仓（23）。

5.如权利要求3所述的共孔径融合多功能全天候望远镜，其特征在于，所述9芯插座（16）上连接有9芯插头线（27），9芯插头线（27）位于壳体（6）外部。

Images