[發明專利]無盲點的折返式全景成像儀

在審

• 申請號: 201810032017.3
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108181782A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 薛慶生;王曉恒
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G03B37/02
• 分類號: G03B37/02;G01C11/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明公開了一種無盲點的折返式全景成像儀，光學系統包括前向視場和環形視場，包括前置透鏡組、環形折轉鏡、后繼透鏡組和像面探測器。前置透鏡組，用來接收前向視場的光束；環形折轉鏡，環形折轉鏡設于前置透鏡組之后，用來接收環形視場的光束和傳遞前置透鏡組接收的前向視場的光束；后繼透鏡組，后繼透鏡組設于環形折轉鏡之后，用于對前向視場和環形視場的光束進行像差矯正和中繼轉像；像面探測器，像面探測器設于后繼透鏡組之后，用于對經后繼透鏡組聚焦后的光束進行成像。該全景成像儀的前向視場很好的補充了普通的折返式大視場成像系統的觀測盲區，提高了CCD探測器上的面積利用率，實現了無盲區的全景探測。

技術領域

本發明涉及全景探測領域，特別涉及一種無盲點的折返式全景成像儀。

背景技術

全景成像技術是一種對周圍空間的全部景物進行探測成像的技術。全景成像又分為掃描型全景和直視型全景。掃描型全景指的是通過使用機械運動部件，帶動探測鏡頭轉動，完成對周圍空間的掃描。再利用圖像拼接技術，將掃描獲得的不同空間的圖像融合在一起。直視型全景指的是通過一些特殊的大視場鏡頭，對大視場內的全部景物進行一次性的探測成像。

相比于掃描型全景技術，直視型全景技術具有體積緊湊、不需運動部件、不需后期圖像融合、成像效率高等方面的優勢。直視型全景鏡頭有透射式的魚眼鏡頭和折返式的大視場鏡頭。相比于普通的透射式的魚眼鏡頭，折返式全景鏡頭能夠更容易的獲得大視場，并且其結構也更加緊湊。但折返式的全景鏡頭有個重大缺陷，這種鏡頭只能在較大視場范圍內探測成像，鏡頭的正前方小視場區域為觀測盲區。因此，在像面探測器上的圖像分布為一個包圍著中央黑斑的環形圖像，環形圖像對應著大視場的景物，中央黑斑對應著前向小視場的觀測盲區。這種缺陷限制著折返式全景鏡頭的使用和發展。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種無盲點的折返式全景成像儀。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：提供一種無盲點的折返式全景成像儀，所述全景成像儀的光學系統包括前置透鏡組、環形折轉鏡、后繼透鏡組和像面探測器：

所述前置透鏡組，用來接收前向視場的光束；

所述環形折轉鏡，所述環形折轉鏡設于所述前置透鏡組之后，用來接收環形視場的光束和傳遞所述前置透鏡組接收的前向視場的光束；

所述后繼透鏡組，所述后繼透鏡組設于所述環形折轉鏡之后，用于對所述前向視場和環形視場的光束進行像差矯正和中繼轉像；

所述像面探測器，所述像面探測器設于所述后繼透鏡組之后，用于對經所述后繼透鏡組聚焦后的光束進行成像。

所述前向視場用于彌補所述環形視場的觀測盲區。

所述前向視場和環形視場共用所述環形折轉鏡、后繼透鏡組和像面探測器。

所述前向視場和環形視場的光束分別從所述前置透鏡組和環形折轉鏡進入。

所述環形折轉鏡前表面包括：第一透射面、第一反射面、第二透射面，且所述第一透射面、第一反射面、第二透射面的曲率相同，所述第一透射面位于所述環形折轉鏡的最外側，所述第二透射面位于所述環形折轉鏡前表面中心區域，所述第一反射面是位于所述第一透射面及第二透射面之間的圓環形表面。

所述環形折轉鏡后表面包括：第三透射面及第二反射面，所述第三透射面位于所述第二透射面的正后方，且位于所述環形折轉鏡后表面中心區域，所述第二反射面是包圍在所述第二透射面之外的環形表面。

所述環形折轉鏡的前后表面曲率不同，且所述第一反射面及第二反射面均鍍上反射膜，所述反射膜用來反射進入所述環形折轉鏡的所述環形視場的光束，所述環形視場的光束從所述第一透射面進入所述環形折轉鏡。

所述前向視場的光束從所述第二透射面進入所述環形折轉鏡，并從所述第三透射面離開所述環形折轉鏡。