[發明專利]一種基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像系統

在審

• 申請號: 201811215352.3
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN111076828A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 史成勇;張紅鑫;王泰升
• 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: G01J5/08
• 分類號: G01J5/08;G01J5/00
• 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: 曹衛良

本發明提供的基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像系統，在單眼成像系統的基礎上融合了復眼光學特性不僅可以實現大視場目標探測，而且可以實現目標的位置追蹤，能夠實現大視場場景紅外實時視頻成像，視場可達130°以上。此外，該系統還可以實現場景物體的位置定位和跟蹤、速度測量、甚至紅外3D成像等。

技術領域

本發明涉及仿生光學和紅外成像技術領域，特別涉及一種基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像系統。

背景技術

紅外線是一種電磁波，任何絕對零度以上的物體都會往外輻射紅外線。紅外成像系統可以將物體表面的溫度分布也就是紅外線輻射強度轉換成人眼可見的圖像，從而進行物體的檢測和監控。紅外成像系統在軍事和民用上都有廣泛的應用。在軍事上，可用于導彈導引、目標探測、夜視偵查等。在民用上，可用于體溫測量、醫療影像、森林探火、火源尋找、建筑管道漏熱查尋、監控探測、無損檢查、海上救護和設備檢修等。

傳統的紅外成像系統一般均為單孔徑光學系統。單孔徑光學系統均存在一個缺陷就是探測范圍有限，不能實現全方位的實時探測。

發明內容

本發明實施例提供了一種基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像系統，能夠實現大視場場景紅外實時視頻成像。

本發明提供一種基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像系統，包括共軸設置的：

紅外復眼結構，用于采集大視場場景中物體輻射的紅外線并形成曲面紅外圖像，所述紅外復眼結構具有多個排列在曲面上的子眼；

紅外光學變換結構，用于將所述紅外復眼結構采集的大視場場景的曲面紅外圖像轉換為平面紅外圖像，所述紅外光學變換結構具有多組紅外光學鏡片；

紅外圖像接收處理結構，用于接收所述紅外光學變換結構發送的所述平面紅外圖像并對所述曲面紅外圖像進行重構，得到大視場紅外成像。

作為一種可選的方案，所述子眼采用鍺制成的球面透鏡。

作為一種可選的方案，所述紅外光學變換系統具有三組紅外鏡片，每組紅外鏡片均采用非球面光學設計。

作為一種可選的方案，所述三組紅外鏡片均采用鍺材料制成。

作為一種可選的方案，所述紅外圖像采集處理結構包括紅外圖像探測器和紅外圖像處理單元，所述紅外圖像探測器用于采集所述平面紅外圖像，所述紅外圖像處理單元用于對所述曲面紅外圖像進行重構。

作為一種可選的方案，所述紅外圖像探測器采用探測波長范圍為8-12μm的非制冷型焦平面紅外探測器。

作為一種可選的方案，所述子眼由一個或者多個紅外透鏡組成。

作為一種可選的方案，所述子眼的排列方式采用六邊形排列、圓形排列或者三角形排列，相鄰子眼的視場相互交疊。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：

本發明提供的基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像系統，在單眼成像系統的基礎上融合了復眼光學特性不僅可以實現大視場目標探測，而且可以實現目標的位置追蹤，能夠實現大視場場景紅外實時視頻成像，視場可達130°以上。此外，該系統還可以實現場景物體的位置定位和跟蹤、速度測量、甚至紅外3D成像等。

附圖說明

圖1是本發明的基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像的系統結構圖；

圖2是本發明的基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像中單個子眼的光路示意圖；

圖3是本發明的基于仿生光學的大視場凝視型紅外成像中紅外光學變換系統的光路示意圖。

具體實施方式