[发明专利]成像装置

说明书

一种成像装置，其包括：N个同心球面光学透镜组(1)，每一个光学透镜组(1)对同一观测目标(S)进行成像，形成N个第一光学图像，N为大于1的自然数；以及M个成像探测器(3)，设置在同心球面光学透镜组(1)的成像侧，每个成像探测器(3)获取第一光学图像的不同部位的部分图像，并将部分图像的光信号转化为电信号，M为大于1的自然数。这种成像装置，结构紧凑、体积小、重量轻、容易装配调整。

技术领域

本发明涉及广角高清成像领域，特别是涉及一种成像装置及搭载于飞机或汽车的成像系统。

背景技术

光学相机较高的分辨率能够保证在目标探测、识别和跟踪时实现较好的图像逼真度和测量精度。为了实现较高的分辨率，目前一种常用方法是实现传感器的拼接。例如，小型单镜头天文测量航天器JMAPS，焦平面成像部件为2×2传感器组合，成像部件的整体分辨率为8k×8k。采用多个相机并通过图像拼接技术实现高分辨率图像是另一个应用较广的技术，在地面成像系统中得到了较多应用。在垂直起降的无人飞机“蜂鸟”上面配备的“自动实时地面持续监控影像系统”(ARGUS-IS)，可以实时监控地面上任何一个角落的动态。同心球面光学系统由于入射光线的对称性，能够在实现较高分辨率的情况下，还能够保证大的观测视场。

图1是现有技术的AWARE系统的光路示意图，如图1所示，由于同心面光学系统的球心对称性，局部视场5对应的同心球面部分将对应的物体成像在一次像面4上。由于一次像面处场曲较大，且探测器相邻摆放时，探测器非感光面会导致成像后的部分视场缺失。因此，采用中继光学组件2将一次像面二次成像在探测器3的光敏面上，同时解决场曲和视场缺失问题。基于同心球面和中继镜的成像系统，由于中继光路的存在，系统体积较大，且由于球面光学系统的对称性要求，所有中继光路的光轴必须过球心，系统装调难度大。

发明内容

有鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本发明的目的在于，提供一种成像装置、搭载于飞机或汽车的成像系统，使其结构紧凑、体积小、重量轻。

根据本发明的一个方面，提供了一种成像装置，其包括：N个同心球面光学透镜组，每一个该光学透镜组对同一观测目标进行成像，形成N个第一光学图像，N为大于1的自然数；以及M个成像探测器，设置在所述同心球面光学透镜组的成像侧，每个所述成像探测器获取所述第一光学图像的不同部位的部分图像，并将所述部分图像的光信号转化为电信号，M为大于1的自然数。

本发明还提供一种成像装置，其包括：N个同心球面光学透镜组，每一个该同心球面光学透镜组对观测目标进行同一视场成像，形成N个第一光学图像，所述N个第一光学图像之间至少有50％部位的图像相同，N为大于1的自然数；以及M个成像探测器，设置在所述同心球面光学透镜组的成像侧，每个所述成像探测器获取所述第一光学图像的不同部位的部分图像，所述M个成像探测器获取的部分图像的拼接之和至少包含所述相同的至少50％第一光学图像，其中M为大于1的自然数。

前述的成像装置，其还包括：M个图像校正镜，设置在所述同心球面光学透镜组的成像侧，位于所述同心球面光学透镜组与所述成像探测器之间，对所述第一光学图像进行像质校正，并将像质校正后的第一光学图像提供给成像探测器。

前述的成像装置，其中所述的同心球面光学透镜组形成的第一光学图像为长条形。

前述的成像装置，其还包括：机械机构，用于固定和保护所述同心球面光学透镜组、所述成像探测器及所述图像校正镜。

前述的成像装置，其还包括：角度调整机构，调整所述N个同心球面光学透镜组之间的夹角，以使每个同心球面光学透镜组对同一观测目标成像。

前述的成像装置，其还包括：图像处理系统，与所述的M个成像探测器信号连接，接收所述的成像探测器转化的电信号，进行图像非均匀校正、图像畸变校正、图像拼接、图像存储、图像压缩及/或图像显示。

前述的成像装置，所述同心球面光学透镜组包括四个具有相同球心的扁平行的球面透镜。