[實用新型]基于雙反射鏡的大角度范圍掃描成像裝置

有效

• 申請號: 201920866814.1
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN210015293U
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 楊榮
• 申請（專利權）人: 楊榮
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;H04N5/235;H04N5/232;H04N7/18
• 代理公司: 11350 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 湯東鳳

本實用新型公開了基于雙反射鏡的大角度范圍掃描成像裝置，包括方位掃描單元、高低掃描單元、同步控制電路和光電成像傳感器，同步控制電路控制方位傳動機構和高低傳動機構按照設定的時序轉動，外部場景的物空間信息依次經過方位掃描反射鏡和高低掃描反射鏡兩次反射后成像至光電成像傳感器的光敏面上。本實用新型采用垂直設置的高低掃描反射鏡和方位掃描反射鏡在同步電路控制下對外部場景的成像體進行全方位大角度掃描，并同步控制光電成像探測器的曝光時刻，高低和方位每步進掃描一個角度，光電探測器曝光設定的積分時間，從而確保了全方位、大視野的高清晰成像。

技術領域

本實用新型屬于視頻監控應用領域，涉及一種基于雙反射鏡和光電成像探測器實現大范圍全景掃描成像的裝置。

背景技術

在視頻監控告警應用領域，需要對大地域或大空域范圍實施圖像監控，這類應用對監控傳感器監控范圍、分辨能力、靈敏度以及報警反應時間等技術指標均有很高要求。更大的觀測范圍和更高的分辨率是光電成像傳感器追求的主要性能指標，這兩個指標是互為約束的，在系統設計中必須采取折中，比如長焦距系統雖然探測距離夠遠、分辨率夠高，但是觀測范圍很小。安防、警戒、監控應用是大觀測范圍高分辨率光電成像系統的主要應用方向。

目前的監控系統將光電成像傳感器安裝在電控云臺上實現大角度范圍探測。云臺應用最大的不足是其運動過程會造成圖像拖尾混疊，導致系統探測能力下降。圖像混疊的根本原因是由于光電探測器曝光期間云臺轉動導致了景物的角位移。獲得清晰圖像的根本方法是保證在光電探測器曝光成像期間暫停云臺轉動。然而，安裝光電傳感器的云臺具有較大的質量，整體步進運動速度低下、功耗大且步進沖擊會導致云臺壽命及可靠性降低。

目前，在掃描過程中實現短暫凝視的方法有反向掃描補償法和光學多通道法。反向掃描補償法在傳感器(攝像機)光學系統中設置慣量極小的掃描反射鏡，該反射鏡可以在探測器積分時間內反向于攝像機的掃描方向運動，以補償掃描運動，使探測器獲得凝視場景；在探測器消隱期，反射鏡復位，為下一幅圖像曝光做好反向補償準備。這種方式的特點是補償速度快，掃描同步精度要求高，技術難度大。光學多通道法采用多個不同指向的光學通道，通過光路切換順序完成不同方向場景在探測器的成像。特點是體積大、不適于長焦距遠距離探測系統應用。

此外，傳統的攝像機在步進電機驅動下走一步停一步進行步進掃描，原理上可以完成大范圍掃描成像，但是由于較大的傳感器質量導致掃描速度慢，特別是在攝像機光學系統焦距增加(光學鏡頭質量增加)到一定程度時，連續的步進沖擊會導致系統功耗激增、可靠性驟降，影響到工程應用可行性。

申請號為201711267102.X的中國專利“一種采用光電探測器陣列實現大范圍掃描成像的裝置及方法”公開了一種基于單反射鏡進行掃描成像的系統，反射鏡和成像探測器分別設置在不同的轉軸上，而且對轉軸的精度和同步性要求較高，限制了其大規模推廣應用。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術中存在的問題，提出了一種雙反射鏡及成像探測器實現大范圍掃描成像的裝置，實現了大角度范圍的全景視野成像，由于轉動的是輕質量部件，可實現較高的步進掃描速度以及保持高穩定性。

本實用新型的技術方案如下：

基于雙反射鏡的大角度范圍掃描成像裝置，其特征在于：包括方位掃描單元、高低掃描單元、同步控制電路和光電成像傳感器，方位掃描單元包括方位掃描反射鏡和驅動方位掃描反射鏡轉動的方位傳動機構，高低掃描單元包括高低掃描反射鏡和驅動高低掃描反射鏡轉動的高低傳動機構，同步控制電路控制方位傳動機構和高低傳動機構按照設定的時序轉動，外部場景的物空間信息依次經過方位掃描反射鏡和高低掃描反射鏡兩次反射后成像至光電成像傳感器的光敏面上。

上述基于雙反射鏡的大角度范圍掃描成像裝置中，方位掃描反射鏡和高低掃描反射鏡的光軸夾角為90°。

上述基于雙反射鏡的大角度范圍掃描成像裝置中，方位傳動機構為步進電機。