應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括紅外物鏡、紅外探測(cè)器、圖像拼接處理器、微顯示器及紅外目鏡，所述紅外物鏡和紅外探測(cè)器獲取紅外圖像，所述紅外圖像輸入至所述圖像拼接處理器處理，經(jīng)過(guò)處理后的圖像顯示在所述微顯示器上，然后通過(guò)所述紅外目鏡成像后到達(dá)人眼位置。本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，其有益效果在于：將四路小口徑紅外物鏡拼接實(shí)現(xiàn)全景成像，給出了該全景頭盔式紅外夜視儀的實(shí)現(xiàn)原理，視場(chǎng)可達(dá)150°的超大視場(chǎng)，充分考慮了系統(tǒng)尺寸、質(zhì)量、成像性能等方面的因素，可在不同環(huán)境下保持良好的成像質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】
應(yīng)用于増強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀。
【背景技術(shù)】
[0002]由于紅外探測(cè)系統(tǒng)具有隱蔽性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中。隨著紅外探測(cè)器和數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的領(lǐng)域不僅需要高分辨率的圖像，而且需要全景成像，全景成像技術(shù)因能給使用者帶來(lái)真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)感和交互式感受，因此在機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)跟蹤領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)更大范圍的探測(cè)，在智能監(jiān)視系統(tǒng)中可有效擴(kuò)大監(jiān)視區(qū)域。
[0003]微光夜視儀是一種在夜間或極低照度下利用微弱的月光、星光、大氣輝光等光線通過(guò)放大后轉(zhuǎn)變成人眼可清晰觀察的圖像，從而實(shí)現(xiàn)在夜間對(duì)目標(biāo)進(jìn)行觀察的一種儀器。與微光夜視儀相比，紅外夜視儀可實(shí)現(xiàn)全天候、穿透煙、霧、霾、雪等惡劣條件的限制并識(shí)別目標(biāo)背景的偽裝，特別適用于夜間及不良?xì)庀髼l件下對(duì)目標(biāo)的探測(cè)。對(duì)于佩戴在頭盔上的紅外夜視儀，為了提高紅外夜視儀的搜索范圍，希望紅外夜視儀有更大的視場(chǎng)，同時(shí)為了減小佩戴人員的不適，希望紅外夜視儀具有質(zhì)量輕、體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大視場(chǎng)微光夜視儀系統(tǒng)，目前夜視儀的視場(chǎng)角都小于80°，且多為折射/衍射混合系統(tǒng)，系統(tǒng)中含有衍射元件，增加了加工檢測(cè)難度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提出一種應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，可達(dá)150°的超大視場(chǎng)，且能保持良好的成像質(zhì)量。
[0005]本實(shí)用新型具體采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種全應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，包括紅外物鏡、紅外探測(cè)器、圖像拼接處理器、微顯示器及紅外目鏡，所述紅外物鏡和紅外探測(cè)器獲取紅外圖像，所述紅外圖像輸入至所述圖像拼接處理器處理，經(jīng)過(guò)處理后的圖像顯示在所述微顯示器上，然后通過(guò)所述紅外目鏡成像后到達(dá)人眼位置。
[0007]作為優(yōu)選，包含四路所述紅外物鏡和紅外探測(cè)器，四路所述紅外物鏡和紅外探測(cè)器獲取的紅外圖像經(jīng)過(guò)所述圖像拼接處理器拼接后，顯示在所述微顯示器上。
[0008]作為優(yōu)選，所述紅外物鏡由第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡依次疊加構(gòu)成，所述第一透鏡與第二透鏡之間設(shè)有光闌。
[0009]作為優(yōu)選，所述紅外物鏡為非球面物鏡，所述第三透鏡呈平行平板結(jié)構(gòu)。
[0010]作為優(yōu)選，所述微顯示器為OLED顯示器。
[0011]作為優(yōu)選，所述紅外探測(cè)器采用非制冷紅外焦平面探測(cè)器。
[0012]本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，其有益效果在于:將四路小口徑紅外物鏡拼接實(shí)現(xiàn)全景成像，給出了該全景頭盔式紅外夜視儀的實(shí)現(xiàn)原理，視場(chǎng)可達(dá)150°的超大視場(chǎng)，充分考慮了系統(tǒng)尺寸、質(zhì)量、成像性能等方面的因素，可在不同環(huán)境下保持良好的成像質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】

[0013]圖1是本實(shí)用新型全景紅外夜視儀的原理框圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型全景紅外夜視儀中紅外物鏡的分解圖。
[0015]圖中:1-紅外物鏡；11-第一透鏡；12-第二透鏡；13-第三透鏡；14-光闌；2_紅外探測(cè)器;3-圖像拼接處理器;4-微顯示器;5-紅外目鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為進(jìn)一步說(shuō)明各實(shí)施例，本實(shí)用新型提供有附圖。這些附圖為本實(shí)用新型揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說(shuō)明實(shí)施例，并可配合說(shuō)明書的相關(guān)描述來(lái)解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號(hào)通常用來(lái)表示類似的組件。
[0017]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，本實(shí)施例提出的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，包括紅外物鏡1、紅外探測(cè)器2、圖像拼接處理器3、微顯示器4及紅外目鏡5，其中，微顯示器為OLED顯示器，共有4路紅外物鏡I和紅外探測(cè)器2構(gòu)成紅外物鏡成像系統(tǒng)，用以擴(kuò)大視場(chǎng)，4路紅外圖像經(jīng)圖像拼接處理器3進(jìn)行圖像拼接后，顯示在OLED微顯示器上，然后再經(jīng)過(guò)紅外目鏡系統(tǒng)成像后到達(dá)人眼位置。
[0019]使用4路紅外物鏡I采集不同視場(chǎng)角方向上的圖像信息，將各個(gè)物鏡中采集到的同步幀頻信息一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，合成為一幅超寬視場(chǎng)的全景圖像，拼接好的圖像不僅反映場(chǎng)景的全部信息，還保留了原始小視場(chǎng)圖像中的細(xì)節(jié)信息，因此每路小視場(chǎng)圖像之間必須有重疊，對(duì)于本申請(qǐng)中視場(chǎng)角為150°的4路全景紅外夜視儀，按照等分原則每路的視場(chǎng)應(yīng)為37.5°，但考慮到每路小視場(chǎng)圖像之間必須有重疊，設(shè)定4路頭盔全景紅外夜視儀視場(chǎng)重疊1.25°，因此4路全景紅外夜視儀每路的視場(chǎng)應(yīng)按照38.75°來(lái)設(shè)計(jì)。
[0020]本申請(qǐng)的紅外探測(cè)器2采用非制冷紅外焦平面探測(cè)器，非制冷紅外焦平面探測(cè)器主要包括微測(cè)輻射熱計(jì)、熱電探測(cè)器和熱電堆探測(cè)器。其中微測(cè)輻射熱計(jì)和鐵電紅外探測(cè)器生產(chǎn)量所占市場(chǎng)份額較大，而前者比后者的靈敏度高很多。目前市面上的非制冷紅外焦平面探測(cè)器主要為微測(cè)輻射熱計(jì)，該產(chǎn)品按照敏感材料劃分主要有兩種，氧化釩和多晶硅兩種類型，系統(tǒng)選用非制冷多晶硅焦平面紅外探測(cè)器。目前非制冷多晶硅焦平面長(zhǎng)波紅外探測(cè)器的像素規(guī)格主要有160 X 120、384 X 288、640 X 480幾種規(guī)格。
[0021]紅外物鏡I是整個(gè)儀器的關(guān)鍵部分，其物鏡的長(zhǎng)度和重量均影響整個(gè)夜視儀的性能，因此，大視場(chǎng)、輕重量的物鏡設(shè)計(jì)是整個(gè)夜視儀研制的關(guān)鍵技術(shù)之一。如圖2所示，本申請(qǐng)的紅外物鏡I由第一透鏡11、第二透鏡12及第三透鏡13依次疊加構(gòu)成，第一透鏡11與第二透鏡12之間設(shè)有光闌14，采用非球面設(shè)計(jì)，可以在保證像質(zhì)的情況下，減少鏡片的數(shù)量，以減少物鏡的重量和長(zhǎng)度，光學(xué)材料均選用常用的紅外材料鍺，通過(guò)第一透鏡11(即靠近光闌14的透鏡)沿著光軸軸向移動(dòng)來(lái)補(bǔ)償溫度變化產(chǎn)生的像面漂移。溫度為-400C、600C時(shí)，溫度調(diào)焦通過(guò)調(diào)節(jié)第一透鏡11沿軸向向靠近光闌方向移動(dòng)0.05mm和調(diào)節(jié)第一透鏡11沿軸向遠(yuǎn)離光闌方向移動(dòng)0.03mm來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0022]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，其特征在于，包括紅外物鏡、紅外探測(cè)器、圖像拼接處理器、微顯示器及紅外目鏡，所述紅外物鏡和紅外探測(cè)器獲取紅外圖像，所述紅外圖像輸入至所述圖像拼接處理器處理，經(jīng)過(guò)處理后的圖像顯示在所述微顯示器上，然后通過(guò)所述紅外目鏡成像后到達(dá)人眼位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，其特征在于:包含四路所述紅外物鏡和紅外探測(cè)器，四路所述紅外物鏡和紅外探測(cè)器獲取的紅外圖像經(jīng)過(guò)所述圖像拼接處理器拼接后，顯示在所述微顯示器上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，其特征在于:所述紅外物鏡由第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡依次疊加構(gòu)成，所述第一透鏡與第二透鏡之間設(shè)有光闌。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，其特征在于:所述紅外物鏡為非球面物鏡，所述第三透鏡呈平行平板結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，其特征在于:所述微顯示器為OLED顯示器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的全景紅外夜視儀，其特征在于:所述紅外探測(cè)器采用非制冷紅外焦平面探測(cè)器。
【文檔編號(hào)】H04N5/33GK205693765SQ201620642773
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月25日 公開(kāi)號(hào)201620642773.4, CN 201620642773, CN 205693765 U, CN 205693765U, CN-U-205693765, CN201620642773, CN201620642773.4, CN205693765 U, CN205693765U
【發(fā)明人】陳華欽
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