一種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)，本發(fā)明成像光學(xué)系統(tǒng)中帶有由三片式物鏡（1）、屋脊棱鏡（2）、由三塊棱鏡膠合組成的等腰棱鏡組構(gòu)成的棱鏡系統(tǒng)。本發(fā)明可以最大限度的發(fā)揮光學(xué)系統(tǒng)的潛能，可以執(zhí)行更多的任務(wù)。使產(chǎn)品具有更多的功能。
【專利說明】—種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬一種可以疊加顯示圖文信息的多譜光段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的成像光學(xué)系統(tǒng)只有對目標圖像成像的功能，而沒有信息處理的能力。比如目視觀察系統(tǒng)只是在一定光譜段提供觀察的圖像，而攝像系統(tǒng)只是在一定光譜段對目標進行攝像。如要對目標圖像進行運算，進行一定信息處理，則要采用電子系統(tǒng)，有計算機才能實現(xiàn)，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，造價格高昂。光機電系統(tǒng)復(fù)雜，體積龐大。
[0003]同時，現(xiàn)有的成像光學(xué)系統(tǒng)只有對目標圖像特定譜段成像的功能，對不同光譜段的進行處理時，需要幾套光學(xué)系統(tǒng)，比如紅外一套，白光一套，各自獨立，相互之間沒有關(guān)聯(lián)，體積龐大，組織冗雜，要多人同時工作才能對目標不同光譜段的信息進行處理。復(fù)雜而冗余，相互功能和結(jié)構(gòu)重疊的系統(tǒng)，也不是最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，光學(xué)系統(tǒng)的潛能并沒有完全發(fā)揮出來。
[0004]而現(xiàn)代光學(xué)日益復(fù)雜的光電子產(chǎn)品，希望在較小的體積內(nèi)集成多種功能，比如多光譜段的信息處理，多信號源的目標處理，這時，前面所述的方法就有很大的局限，不能滿足要求。
[0005]發(fā)明目的
本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種經(jīng)過適當設(shè)計使光學(xué)系統(tǒng)可以對目標圖像進行一定的光學(xué)信息處理，對不同光譜段實行不同通道的傳輸并作并行處理，把目標經(jīng)過處理獲取的相關(guān)信息與目標圖像實現(xiàn)光學(xué)疊加十分清晰地以較大的視場實時顯示。本發(fā)明可以最大限度的發(fā)揮光學(xué)系統(tǒng)的潛能，可以執(zhí)行更多的任務(wù)。使產(chǎn)品具有更多的功能。
[0006]本發(fā)明由于集成在一個系統(tǒng)，不同譜段的信息可以有機整合，產(chǎn)品體積緊湊。當一只光路對目標進行可見光/ (一定光譜段)攝像觀察時，另一只光路可對目標的紅外/ (不同的光譜段)信息進行處理，提取目標的諸如溫度，距離等信息，并回饋顯示在觀察光路中?？捎糜诖蟮販y量，醫(yī)療儀器，激光測距，可以在警用，軍用光學(xué)系統(tǒng)中發(fā)揮作用。
[0007]本發(fā)明適用于有限距離目標和無窮遠目標的多光譜成像系統(tǒng)。
[0008]對白光系統(tǒng)，當目標為有限距離時，可以在比如顯微鏡的像場疊加圖文信息，比如，目標溫度，時間，可以顯示目標理想的參考標準圖像等。
[0009]本發(fā)明當目標位于無窮遠時，用之于望遠鏡，復(fù)合成激光測距望遠鏡，帶數(shù)顯指南針的望遠鏡等。利用系統(tǒng)圖像傳感器A和圖像傳感器B中的一個面，放置激光發(fā)射器件或激光接收器件，另外一個面做觀察接收像面，顯示器可以在觀察圖像上疊加目標距離，移動速度，方位角等需求信息。對攝像系統(tǒng)，可以在兩個譜段分別捕獲目標的信息，記錄不同光譜下的目標狀態(tài)，比如可見光圖像，紅外圖像，或紫外圖像，獲取目標不同譜段信息。使觀察功能與目標信息處理機及顯示實現(xiàn)無縫拼接，成為一個有機結(jié)合的完美的產(chǎn)品。
[0010]應(yīng)用特例
把本發(fā)明的圖像傳感器A換成目鏡，即直接以人眼做圖像傳感器，則構(gòu)成了一個直視望遠系統(tǒng)。在用可見光譜段正像成像觀察的同時，可對另外一圖像傳感器B在另外的光譜段進行與可見光成像光束互不相干的處理。
[0011]本發(fā)明的空間結(jié)構(gòu)特點也使該發(fā)明能與光電顯示器件無縫組合，形成具有集正像，多光譜并行工作，圖文信息顯示等多功能于一體的組件。
[0012]這樣的顯示方式的優(yōu)點還在于，當圖文信息顯示不工作時，白光觀察窗口完整的視場不被切割，光學(xué)性能也不被干擾。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，光路邏輯簡單明了，零件加工工藝簡單。
[0013]具體的可以做成激光測距望遠鏡。在對可見光成像光束正像的同時，另外一只光路進行激光發(fā)射或接收，以實現(xiàn)激光測距。測量的距離以字符方式通過顯示器件實時顯示在目視視場中。
[0014]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0015]一種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)，本發(fā)明成像光學(xué)系統(tǒng)中帶有由三片式物鏡、屋脊棱鏡由三塊棱鏡膠合組成的等腰棱鏡組構(gòu)成的棱鏡系統(tǒng)；
其中，等腰棱鏡組設(shè)置為由等腰棱鏡、直角棱鏡A、直角棱鏡B組合而成，其中直角棱鏡A與直角棱鏡B形狀相同并分別對稱靠接在等腰棱鏡的兩個等腰面上，形成分光面A和分光面B ;在距等腰棱鏡的反射透射面一段距離上設(shè)有與反射透射面平行的成像透鏡B，并設(shè)置一個反射鏡位于成像透鏡B上方；在屋脊棱鏡反射透射面上方分別設(shè)有成像透鏡A和顯示器，顯示器的圖像經(jīng)由屋脊棱鏡反射透射面反射到成像透鏡A，經(jīng)過反射鏡再通過成像透鏡B將成像投至分光面A反射；在等腰棱鏡的反射透射面上方平行設(shè)有圖像傳感器B，在直角棱鏡B的外側(cè)設(shè)有圖像傳感器A，圖像傳感器B與圖像傳感器A，兩者的出射光軸相交在分光面B上。
[0016]本發(fā)明直角棱鏡和等腰棱鏡之間設(shè)有分光膜，在所有分光面上設(shè)有按所要求的光譜透射或反射的膜層。
[0017]本發(fā)明所述三片式物鏡按目標物體的實際要求按光學(xué)原理設(shè)計成望遠物鏡或攝影物鏡或顯微物鏡。
[0018]本發(fā)明疊加的圖文信息為圖形或標志或符號或文字。
[0019]本發(fā)明當顯示器工作時，圖像傳感器完整的視場不被切割，光學(xué)性能也不被干擾。
[0020]本發(fā)明工作原理是，從目標物體過來的多光譜復(fù)合光線由設(shè)置的物鏡成像，進入屋脊棱鏡，在棱鏡內(nèi)經(jīng)過兩次反射后出射，穿過屋脊棱鏡反射透射面，進入直角棱鏡。穿過分光面A，被等腰棱鏡的反射面反射，到達分光面B，部分光譜的光線直接穿過分光面B，從直角棱鏡出射，到達圖像傳感器A ;另外一部分光譜的光線在分光面B被反射，從棱鏡的面出射，到達圖像傳感器B。這樣系統(tǒng)可以把復(fù)合光譜的光線按一定要求使不同光譜的光線以不同的通道到達不同的圖像傳感器，進行不同的處理。
[0021]顯示器的入射光線經(jīng)過屋脊棱鏡的面反射，到達成像透鏡A，再經(jīng)過平面反射鏡反射，由成像透鏡B成像，由等腰棱鏡的面進入等腰棱鏡組，在分光面A被反射到反射透射面，并經(jīng)反射透射面全反射到達分光面B，部分光譜的光線直接穿過分光面B，從直角棱鏡出射，到達圖像傳感器A，這一部分光譜的光線將和物鏡入射的光場合像于圖像傳感器A ;另外一部分光譜的光線在分光面B被反射，從棱鏡(4)的反射透射面出射，到達圖像傳感器
B。成像透鏡按光學(xué)成像原理設(shè)計，可以使圖文信息大視場高清晰度成像。這樣棱鏡組可以把復(fù)合光譜的光線按一定要求使不同光譜的光線以不同的通道到達不同的傳感器，按要求進行不同的處理。
本發(fā)明由于顯示投影的視場很大，如采用點陣式可編程顯示器件，可以顯示任何需要顯示的圖文信息。
[0022]本發(fā)明的有益效果是，傳統(tǒng)的圖像記錄和觀察的光學(xué)系統(tǒng)，只有成像的功能。本發(fā)明經(jīng)過適當設(shè)計使光學(xué)系統(tǒng)可以對目標圖像進行一定的光學(xué)信息處理，對不同光譜段實行不同通道的傳輸并作并行處理，把目標經(jīng)過處理獲取的相關(guān)信息與目標圖像實現(xiàn)光學(xué)疊加十分清晰地以較大的視場實時顯示。運用本發(fā)明，系統(tǒng)的潛能得以提升，在原來單一的圖像傳輸?shù)幕A(chǔ)上，可以做到:
I，可以對不同光譜段以不同的通道進行不同的并行處理，
2，本發(fā)明當?shù)膬?yōu)點還在于顯示器不工作時，圖像傳感器完整的視場不被切割，原有的光學(xué)性能沒有犧牲。
[0023]3，本發(fā)明顯示投影的視場很大，采用點陣式可編程顯示器件，可以顯示任何需要顯示的圖文信息。這有可能從根本上顛覆原有光學(xué)產(chǎn)品成像，觀察，記錄的概念，使系統(tǒng)升級成一個復(fù)合的圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)。
[0024]4，相對于用純電子手段進行圖像的顯示和處理，本發(fā)明有不丟失原有光學(xué)信息，實時性強，系統(tǒng)構(gòu)成簡單集成的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明疊加圖文信息的示意圖。
[0026]圖中標號說明:1，三片式物鏡。2，屋脊棱鏡。3，直角棱鏡A。4，等腰棱鏡。5，直角棱鏡B。6，圖像傳感器A。7，圖像傳感器B。8，顯示器。9，成像透鏡A。10，反射鏡。11，成像透鏡B。12,屋脊棱鏡反射(內(nèi)反,外反)透射面。13,分光面A。14,分光面B。15,反射透射面。
【具體實施方式】
[0027]見圖1，圖2，一種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)，本發(fā)明成像光學(xué)系統(tǒng)中帶有由三片式物鏡1、屋脊棱鏡2、由三塊棱鏡膠合組成的等腰棱鏡組構(gòu)成的棱鏡系統(tǒng)；
其中，等腰棱鏡組設(shè)置為由等腰棱鏡4、直角棱鏡A3、直角棱鏡B5組合而成，其中直角棱鏡A3與直角棱鏡B5形狀相同并分別對稱靠接在等腰棱鏡2的兩個等腰面上，形成分光面A13和分光面B14 ;在距等腰棱鏡4的反射透射面15 —段距離上設(shè)有與反射透射面15平行的成像透鏡B11，并設(shè)置一個反射鏡10位于成像透鏡Bll上方；在屋脊棱鏡反射透射面12上方分別設(shè)有成像透鏡A9和顯示器8，顯示器8的圖像經(jīng)由屋脊棱鏡反射透射面12反射到成像透鏡A9，經(jīng)過反射鏡10再通過成像透鏡Bll將成像投至分光面A13反射；在等腰棱鏡4的反射透射面15上方平行設(shè)有圖像傳感器B7，在直角棱鏡B5的外側(cè)設(shè)有圖像傳感器A6，圖像傳感器B7與圖像傳感器A6，兩者的出射光軸相交在分光面B14上。
[0028]本發(fā)明直角棱鏡3和等腰棱鏡4之間設(shè)有分光膜，在所有分光面上設(shè)有按所要求的光譜透射或反射的膜層。
[0029]本發(fā)明所述1，三片式物鏡按目標物體的實際要求按光學(xué)原理設(shè)計成望遠物鏡或攝影物鏡或顯微物鏡。
[0030]本發(fā)明疊加的圖文信息為圖形或標志或符號或文字。
[0031]本發(fā)明當顯示器8不工作時，圖像傳感器完整的視場不被切割，光學(xué)性能也不被干擾。
[0032]本發(fā)明工作原理是，從目標物體過來的多光譜復(fù)合光線由設(shè)置的物鏡成像，進入屋脊棱鏡2，在棱鏡2內(nèi)經(jīng)過兩次反射后出射，穿過面12，進入直角棱鏡3。穿過分光面A13，被等腰棱鏡的反射面15反射，到達分光面B14，部分光譜的光線直接穿過分光面B14，從直角棱鏡出射，到達圖像傳感器A6 ;另外一部分光譜的光線在分光面B14被反射，從棱鏡4的面15出射，到達圖像傳感器B7。這樣系統(tǒng)可以把復(fù)合光譜的光線按一定要求使不同光譜的光線以不同的通道到達不同的圖像傳感器，進行不同的處理。
[0033]顯示器8的入射光線經(jīng)過屋脊棱鏡的面12反射，到達成像透鏡A9，再經(jīng)過平面反射鏡10反射，由成像透鏡Bll成像，由等腰棱鏡4的面15進入等腰棱鏡組，在分光面A13被反射到面15，并經(jīng)面15全反射到達分光面B14，部分光譜的光線直接穿過分光面B14，從直角棱鏡出射，到達圖像傳感器A6，這一部分光譜的光線將和物鏡I入射的光場合像于圖像傳感器A6 ;另外一部分光譜的光線在分光面B14被反射,從棱鏡4的面15出射,到達圖像傳感器B7。成像透鏡9和11按光學(xué)成像原理設(shè)計，可以使圖文信息大視場高清晰度成像。這樣棱鏡組可以把復(fù)合光譜的光線按一定要求使不同光譜的光線以不同的通道到達不同的傳感器，按要求進行不同的處理。
見圖2，本發(fā)明由于顯示投影的視場很大，如采用點陣式可編程顯示器件，可以顯示任何需要顯示的圖文信息。
[0034]疊加圖文信息的一個特例。顯示可以是圖形，標志，符號，文字。
[0035]本例是兩行文字顯示，上面一行可以顯示角度，或溫度，或高度等，可帶單位度，或英寸。下面一行四位數(shù)字顯示，可待單位m或Y (碼)。
【權(quán)利要求】
1.一種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)，其特征在于，成像光學(xué)系統(tǒng)中帶有由三片式物鏡(I)、屋脊棱鏡(2)、由三塊棱鏡膠合組成的等腰棱鏡組構(gòu)成的棱鏡系統(tǒng)； 其中，等腰棱鏡組設(shè)置為由等腰棱鏡(4)、直角棱鏡A (3)、直角棱鏡B (5)組合而成，其中直角棱鏡A (3)與直角棱鏡B (5)形狀相同并分別對稱靠接在等腰棱鏡(2)的兩個等腰面上，形成分光面A (13)和分光面B (14);在距等腰棱鏡(4)的反射透射面(15) —段距離上設(shè)有與反射透射面(15)平行的成像透鏡B (11 )，并設(shè)置一個反射鏡(10)位于成像透鏡B (11)上方；在屋脊棱鏡反射透射面(12)上方分別設(shè)有成像透鏡A(9)和顯示器(8)，顯示器(8)的圖像經(jīng)由屋脊棱鏡反射透射面(12)反射到成像透鏡A (9)，經(jīng)過反射鏡(10)再通過成像透鏡B (11)將成像投至分光面A (13)反射；在等腰棱鏡(4)的反射透射面(15)上方平行設(shè)有圖像傳感器B (7)，在直角棱鏡B (5)的外側(cè)設(shè)有圖像傳感器A (6)，圖像傳感器B (7)與圖像傳感器A (6)，兩者的出射光軸相交在分光面B (14)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)，其特征在于，直角棱鏡(3)和等腰棱鏡(4)之間設(shè)有分光膜,在所有分光面上設(shè)有按所要求的光譜透射或反射的膜層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述(I )，三片式物鏡按目標物體的實際要求按光學(xué)原理設(shè)計成望遠物鏡或攝影物鏡或顯微物鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種可以疊加顯示圖文信息的多光譜段多接收器目標圖像信息光學(xué)處理系統(tǒng)，其特征是，疊加的圖文信息為圖形或標志或符號或文字。
【文檔編號】G02B27/10GK103631007SQ201310649725
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】王麗銘 申請人:昆明騰洋光學(xué)儀器有限公司