CN201674581U - 一种远距离夜间监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种监控系统，特别是关于一种远距离夜间监控系统，其特征在于，包括：平凸透镜，其中央部分的背向监控目标的一侧的表面镀有反射膜层作为副反射镜；固定光阑，其位于所述平凸透镜的背向监控目标的一侧的后面；主反射镜，其在所述固定光阑的背向所述副反射镜的一侧和所述固定光阑相接；正弯月透镜，其在所述主反射镜的背向所述固定光阑的一侧和所述主反射镜相接；双凸透镜，其在所述正弯月透镜的背向所述主反射镜的一侧和所述正弯月透镜相接；镜筒，其设置在所述平凸透镜、固定光阑、反射镜、弯月透镜和凸透镜外围；成像器件，其旋接在所述镜筒的出瞳接口处。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监控系统，特别是一种远距离夜间监控系统。
背景技术
夜间监控，解决从“看不见”到“看得见”，是夜间监控领域不停顿的探索。热成像虽能解决昼夜监控的部分难题，但成本昂贵，很难广泛应用；依靠人造红外照明光源的主动式监控，因存在自我暴露问题，无法在高端和特定场合使用。而作为主流的被动式微光监控，由于难以解决大孔径微光镜头，在国内多年来没有突破200mm孔径、200mm焦距的微光镜头极限，使得被动式夜间监控的范围，局限在对人员发现距离只能在600-800米左右；对车辆在1000-1200米左右。突破这个技术瓶颈，使被动式夜间监控“看的更清”和“看的更远”，不仅是简单的改变距离数字，而是有很大的经济效益和社会效益。
夜间监控系统对微光镜头的基本要求是：大的通光孔径和相对孔径，最大限度地接受来自目标的辐射，获得大的靶面照度，大的相对孔径有利于提高信噪比。本实用新型入瞳口径设计为290mm，超过目前国内最大微光镜头接近100mm。由于大块的光学玻璃材料价格昂贵，而且口径超过100mm时热膨胀现象较为严重，受温度等因素的影响，容易发生脱胶，内应力难于消除。本实用新型窗口透镜采用不胶合单片，镜片II面中央镀反射膜作为副反射镜；而主反射镜中央非工作区采用不开孔方式，镀减反膜接入补偿组。结构工艺简单，重量减轻，没有胶合面；也减少了大型镜片加工难度和风险。
实用新型内容
本实用新型在于克服上述技术缺陷，提供一种可以“看的更远”和“看的更清”远距离夜间监控系统。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型提供了一种远距离夜间监控系统，包括：平凸透镜，其中央部分的背向监控目标的一侧的表面镀有反射膜层作为副反射镜；固定光阑，其位于所述平凸透镜的背向监控目标的一侧的后面；主反射镜，其在所述固定光阑的背向所述副反射镜的一侧和所述固定光阑相相接，且在所述主反射镜中央非工作部分的背向固定光阑的一侧的表面镀有减反射膜形成不开孔透镜；正弯月透镜，其在所述主反射镜的背向所述固定光阑的一侧和所述主反射镜相相接；双凸透镜，其在所述正弯月透镜的背向所述主反射镜的一侧和所述正弯月透镜相相接；镜筒，其设置在所述平凸透镜、固定光阑、反射镜、弯月透镜和凸透镜外围；成像器件，其旋接在所述镜筒的出瞳接口处。
优选的是，本实用新型所述的远距离夜间监控系统，所述平凸透镜为物镜。
优选的是，本实用新型所述的远距离夜间监控系统，所述主反射镜为一个负弯月透镜。
优选的是，本实用新型所述的远距离夜间监控系统，所述成像器件为光谱响应450-1060nm范围的电子倍增式固态摄像器件(EMCCD)。
优选的是，本实用新型所述的远距离夜间监控系统，所述远距离夜间监控系统的相对孔径为290mm、工作波段为450-970nm。
优选的是，本实用新型所述的远距离夜间监控系统，所述远距离夜间监控系统中平凸透镜和副反射镜的遮拦比值范围为：直径接近大于二分之一，面积接近大于四分之一。
本实用新型的一种远距离夜间监控系统，在物镜的中央部分的背向监控目标的一侧的表面镀有反射膜层作为副反射镜，主反射镜中央非工作部分的背向固定光阑的一侧的表面镀有减反射膜形成不开孔透镜，然后接由正弯月透镜双凸透镜成的补偿镜组，这样简化了加工工艺，产品零件少、轻量化。通过提高反射镜面形加工精度、镜筒结构加工精度和置备专用装调工装，解决了镜头共轴性的问题；该镜头首次应用高灵敏度、低噪声的致冷背照式电子倍增式固态摄像器件(EMCCD)，以此为基础为实现和扩展其性能研制匹配的大型微光镜头，镜头的遮拦比值范围设计确定为：直径接近大于二分之一；面积接近大于四分之一，这样在损失了中央光通量的情况下，增加宽带减反膜的透射率和反射膜的反射率，提高了透镜系统整体的透过率，实现了焦距：f＝410±1％mm(D/F：＜1.4)视场角：2.5(有效成像面＝Φ18mm)300lp/mm分辨率设计指标。
本系统可全天候工作，不怕强光；没有自我暴露问题，图像直观，为法律认可的取证证据。在夜间阴天、星光和无月、稀星光条件，10-4lux照度下，无辅助人造光源条件下，能够发现1500米处的人员和2500-4000米的车辆或者船只。监控距离和图像质量明显超过以往国内的被动式微光监控水平。
同时本实用新型入瞳相对孔径达到了290mm，膜层带宽达到970nm，宽带减反膜的高透过率(≤99％)和反射膜的高反射率(≤95％)，提高了透镜系统整体光学性能；成像器件电子倍增式固态摄像器件(EMCCD)的光谱响应范围至1060nm，因而捕获的光量(特别是近红外信息量)大大增加，分辨能力比传统ICCD也更高。在低照度下，延伸了暗夜无人造光源条件下的观察距离，改善了视频图像质量，显著提高了夜间被动式监控水平，为高端用户和特种需要的场合提供了比较理想的安全的监控系统。
附图说明
图1为本实用新型一种远距离夜间监控系统的剖面结构示意图；
图2为本实用新型一种远距离夜间监控系统的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
图1为本实用新型一种远距离夜间监控系统的剖面结构示意图，图2为本实用新型一种远距离夜间监控系统的工作原理示意图。
如附图1和2所示，平凸透镜1中央部分的背向监控目标的一侧的表面镀有反射膜层作为副反射镜2，主反射镜4中央非工作部分的背向固定光阑8的一侧的表面镀有减反射膜形成不开孔透镜5。
平凸透镜1为入瞳窗口，监控目标进入监控范围后，光线首先通过物镜1的折射作用，经折射后的光线通过主反射镜4的反射被反射到副反射镜2上。光线经过主反射镜4和副反射镜2的两次反射后，一方面减少了色差，另一方面缩短了光路。之后被经过两次反射的光线就进入到固定光阑8，然后通过不开孔透镜5的折射作用。最后该光线经过正弯月透镜6双凸透镜9组成的补偿镜组的作用后从镜筒3的出瞳接口处出来，进入到电子倍增式固态摄像器件(EMCCD)7，最终完成整个监控成像过程。
其中电子倍增式固态摄像器件(EMCCD)7的主要特点为：模拟为TV制式；24小时全天候工作；日/夜工作模式转换自动而迅速；低照度下(1/4星光时为10-4lux)时正常工作；高分辨率、高对比度、图像友好；抗强光、光晕、无闪烁；成像区域为9.06×6.62mm；像元尺寸为11.5×23μm；分辨率为576TVL pph。
本实用新型中，没有设计独立副反射镜，而是如图所示在平凸透镜1的中央部分的背向监控目标的一侧的表面镀有反射膜层作为副反射镜2。另外，主反射镜4中央非工作部分的背向固定光阑的一侧的表面镀有减反射膜形成不开孔透镜，然后接由正弯月透镜6双凸透镜9成的补偿镜组。
换言之，本实用新型的一种远距离夜间监控系统，包括：平凸透镜，其中央部分的背向监控目标的一侧的表面镀有反射膜层作为副反射镜；固定光阑，其位于所述平凸透镜的背向监控目标的一侧的后面；主反射镜，其在所述固定光阑的背向所述副反射镜的一侧和所述固定光阑相相接，且在所述主反射镜中央非工作部分的背向固定光阑的一侧的表面镀有减反射膜形成不开孔透镜；正弯月透镜，其在所述主反射镜的背向所述固定光阑的一侧和所述主反射镜相相接；双凸透镜，其在所述正弯月透镜的背向所述主反射镜的一侧和所述正弯月透镜相相接；镜筒，其设置在所述平凸透镜、固定光阑、反射镜、弯月透镜和凸透镜外围；成像器件，其旋接在所述镜筒的出瞳接口处。
本实用新型的远距离夜间监控系统，其中所述平凸透镜为物镜。
本实用新型的远距离夜间监控系统，其中所述主反射镜为一个负弯月透镜。
本实用新型的远距离夜间监控系统，其中所述成像器件为光谱响应450-1060nm范围的电子倍增式固态摄像器件(EMCCD)。
本实用新型的远距离夜间监控系统，其中所述远距离夜间监控系统的相对孔径为290mm、工作波段为450-970nm。
本实用新型的远距离夜间监控系统，其中所述远距离夜间监控系统中平凸透镜和副反射镜的遮拦比值范围为：直径接近大于二分之一，面积接近大于四分之一。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种远距离夜间监控系统，其特征在于，包括：
平凸透镜，其中央部分的背向监控目标的一侧的表面镀有反射膜层作为副反射镜；
固定光阑，其位于所述平凸透镜的背向监控目标的一侧的后面；
主反射镜，其在所述固定光阑的背向所述副反射镜的一侧和所述固定光阑相接，且在所述主反射镜中央非工作部分的背向固定光阑的一侧的表面镀有减反射膜形成不开孔透镜；
正弯月透镜，其在所述主反射镜的背向所述固定光阑的一侧和所述主反射镜相接；
双凸透镜，其在所述正弯月透镜的背向所述主反射镜的一侧和所述正弯月透镜相接；
镜筒，其设置在所述平凸透镜、固定光阑、反射镜、弯月透镜和凸透镜外围；
成像器件，其旋接在所述镜筒的出瞳接口处。
2.如权利要求1所述的远距离夜间监控系统，其特征在于，所述平凸透镜为物镜。
3.如权利要求1所述的远距离夜间监控系统，其特征在于，所述主反射镜为一个负弯月透镜。
4.如权利要求1所述的远距离夜间监控系统，其特征在于，所述成像器件为光谱响应450-1060nm范围的电子倍增式固态摄像器件EMCCD。
5.如权利要求1所述的远距离夜间监控系统，其特征在于，所述远距离夜间监控系统的相对孔径为290mm、工作波段为450-970nm。
6.如权利要求1所述的远距离夜间监控系统，其特征在于，所述远距离夜间监控系统中平凸透镜和副反射镜的遮拦比值范围为：直径接近大于二分 之一，面积接近大于四分之一。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102523382A (zh) * | 2011-11-29 | 2012-06-27 | 苏州生物医学工程技术研究所 | 一种用于目标跟踪系统的提高跟踪精度的方法 |
| CN117724218A (zh) * | 2024-02-18 | 2024-03-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种热稳定相机结构 |
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2010
- 2010-06-03 CN CN2010202225011U patent/CN201674581U/zh not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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| CN102523382B (zh) * | 2011-11-29 | 2014-12-31 | 苏州生物医学工程技术研究所 | 一种用于目标跟踪系统的提高跟踪精度的方法 |
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